论文;锤子打钉子中敲击力的探究

锤子打钉子中敲击力的探究

江西省安福中学(343200)王志军

生活中,我们经常用锤子来打击钉子，这一例子体现了动量定理F 合t ＝ΔP 的

具体应用。笔者围绕这一运用，探究几种不同的锤打方式，寻求提高敲击力的有效途径。

一、 锤子越重，敲击力越大

例如：如图1所示，锤子的质量为m ，打击钉子前锤子速度为 v 0，打击后变为零，设敲击时间为Δt 。

以锤子为分析对象，敲击时锤子受力如图2所示，设向上为正方向，敲击时有：(F － mg)Δt ＝0－m (－v 0)

得：F ＝t

m v ∆0 ＋mg ……① 由①式可知：锤子质量m 越大，F 也越大。据作用力与反作用力可知，锤子对钉子的敲击力也越大。

二、 锤子击打后反弹，敲击力越大

接上例，锤子的质量、打击前速度、敲击时间均不变，但打击后锤子速度不为零，而形成了一个锤子自然反弹的速度为v ′。此时对锤子分析有： (F － mg)Δt ＝m v ′－m (－v 0)

得：F ＝t

m v v m ∆+'0 ＋mg ……② 比较①和②式可知：由于有了锤子的反弹速度v ′，F 明显地增大，故锤子打击钉子后自然地反弹比打击后锤子速度骤变为零的敲击力要大。

三、 锤子越坚硬，敲击力越大

按②式，对于质量相同的锤子，如果选择质地坚硬的锤子，敲击时间Δt 就

越短，由②式F ＝t m v v m ∆+'0 ＋mg 式可知，Δt 对越小，F 越大。所以锤子一般适用质地坚硬的铁锤，而不选用质地柔软的木锤或橡胶锤等。

四、 倒着打击钉子，敲击力要小

如图3所示，用锤子敲击天花板下的钉子，由于倒着打钉子，锤子所受的敲击和重力同向，如图4所示，设打击前为v 0，打击后为v ′，其它参量不变，取

向下为正方向有：(mg ＋F )Δt ＝m v ′－m (－v 0)

得：F ＝t

m v v m ∆+'0 －mg ……③ ③与②比较，F 明显减小，故敲击力要小。

综上所述：我们应选用顺着敲、锤子重、锤子硬，而且让其自然反弹的打击方式，可以大大地提高锤子对钉子的敲击力。

附：作者简介

王志军，男，39岁，一直从事高中物理教学，任教于江西省安福中学，为学校科研处主任，中学物理高级教师。主要发表的论文有：

1、2001年第1期《中学物理》高中版P19《自制一平抛运动扫描仪》

2、2000年第8期《物理教学》P48《也谈简谐振动图象的再改进》

3、2000年第2期学生版高一卷《物理教学探讨》P21《关于滑动摩擦和静摩擦的辨析》

4、2001年第9期《中学物理》高中版P51《用光的反射规律解一道力学题》

5、2002年第7期《物理教学》P19《高考题中变压器的分类透视与解析》