Question

11．如圖所示，當(dāng)磕頭蟲背朝下射在地面時，它會弓起它的背向上突然彈起，而將體內(nèi)儲存的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能．這樣的彈射動作會發(fā)出嗒嗒響聲，因而使此蟲得名．磕頭蟲彈射的錄像顯示，一個質(zhì)量為m=4.0×10^-6kg的磕頭蟲的質(zhì)心在弓背過程中直接上升了0.77mm，彈射達(dá)到的最大高度有h=0.30m．在它的彈射過程中，地面對磕頭蟲所施的外力的平均值是多少？

Answer 1

分析 根據(jù)動能定理求的離開地面的速度，磕頭蟲與地面接觸的過程中由動能定理求得平均作用力

解答 解：在彈射過程中磕頭蟲的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)槠湎鄬Φ孛娴臋C(jī)械能，在磕頭蟲在彈離地面瞬間和在空中上升過程中機(jī)械能守恒，設(shè)其上升的初速度為v₁，上升的最大高度為h，則有：
$mgh=\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$，
解得：${v}_{1}=\sqrt{2gh}$
設(shè)磕頭蟲在開始彈射到離開地面這段時間內(nèi)地球給它的平均作用力是F，則由動能定理得：
$\begin{array}{l}{W_F}=Fd=△{E_k}=\frac{1}{2}mv_1^2-0=mgh\\ F=\frac{mgh}l4i4krx=\frac{{4.0×{{10}^{-6}}×9.8×0.3}}{{7.7×{{10}^{-4}}}}N=1.5×{10^{-2}}N\end{array}$．
答：它的彈射過程中，地面對磕頭蟲所施的外力的平均值是1.5×10^-2N

點評 本題主要考查了動能定理，關(guān)鍵是抓住運動過程的選取，利用好動能定理即可