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小军看到打桩机,对打桩机的工作原理产生了兴趣.他构建了一个打桩机的简易模型,如图甲所示.他设想,用恒定大小的拉力F拉动绳端B,使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子,将钉子打入一定深度.按此模型分析,若物体质量m=1kg,上升1m高度时撤去拉力,撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图象如图乙所示.(g取10m/s2,不计空气阻力)
(1)求物体上升到0.4m高度处F的瞬时功率.
(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起,且使其不再落下,钉子获得20J的动能向下运动.钉子总长为10cm.撞击前插入部分可以忽略,不计钉子重力.已知钉子在插入过程中所受阻力f与深度x关系图象如图丙所示,求钉子能够陷入的最大深度.
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匀变速直线运动的图像,动能定理的应用
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