一个圆柱形水池,底面直径10m,深1.5m。在这个水池的内测面与底面贴瓷片,贴瓷片的面积有多大
解析:贴瓷片的面积实际就是一个底面加上侧面积;
圆柱形水池底面积为:3.14×(10÷2)²=78.5(米)²
圆柱形水池底面周长为:3.14×10=31.4(米)
圆柱形水池侧面积为:31.4×1.5=47.1(米)²
贴瓷片的面积是:78.5+47.1=125.6(米)²
答:贴瓷片的面积是125.6米²。
分析:
(1)由题意知,瓷片直接撞击地面而不被摔坏,对应的释放高度是0.18米,所以有
Vm^2=2*a *hm
a=(mg-Kmg ) / m (瓷片受重力、阻力,由牛二列式)
得最大速度 Vm=根号(2*a *hm)=根号[ 2* g(1-K)*hm ]
即 Vm=根号[ 2* 10 *(1-0.1)* 0.18 ]=1.8 m/s
(2)对于瓷片套在圆柱体的情况,可分为两个阶段分析。
阶段一:从释放到圆柱体下端将到地面。设圆柱体下端将到地面时的速度是 V1(此阶段瓷片与圆柱体相对静止),则有
V1^2=2 * a1 * H
a1=[(M+m)g-K*(M+m)g ] /(M+m)=g*(1-K)
得 V1=根号[(2 g*(1-K) * H ]=根号[ 2*10 *(1-0.1)*4.5 ]=9 m/s
阶段二:圆柱体触地后立即速度变为0且保持竖立,而瓷片继续下降直到地面。此阶段瓷片受到重力、空气阻力、摩擦力。由于瓷片刚触地时速度是 Vm ,所以有
Vm^2=V1^2-2* a2 * L
a2 是瓷片下降的加速度大小,因 H>hm ,可知 V1>Vm ,所以加速度方向是向上,瓷片做减速运动。
由牛二 得
a2=[(K* mg+μ * mg)-mg ] / m=g*(K+μ-1)=10*(0.1+4.5-1)=36 m/s^2
所以圆柱体的长度是 L=(V1^2-Vm^2)/(2*a2)=(9^2-1.8^2)/(2* 36)=1.08 米
a1=g-kg=10-0.1×10m/s2=9m/s2
落地时的速度为2a1h=v2
v=
2a1h |
2×9×0.18 |
(2)瓷片与圆柱体一起加速下落的加速度为a2=a1
圆柱体落地时瓷片速度为2a2H=v12
v1=
2a2h |
2×9×4.5 |
瓷片继续下落的加速度为mg-kmg-μmg=ma3
a3=-36m/s2
v2
-v | 2 1 |
代入数据解得L=1.08m
答:(1)瓷片直接撞击地面而不是被摔坏时,瓷片着地的最大速度v为1.8m/s;
(2)圆柱体的长度L为1.08m.