子彈以動(dòng)能Ek1水平射穿放在光滑水平面上的木塊后子彈動(dòng)能變?yōu)镋k2,木塊對(duì)子彈的平均阻力為f,木塊獲得的動(dòng)能為Ek。
請(qǐng)問(wèn)在子彈射穿木塊的過(guò)程中,子彈前進(jìn)的距離為什么不是(Ek1-(EK2+Ek))/f
高中物理試題解析:
1)設(shè)子彈質(zhì)量m,木塊質(zhì)量M,子彈前進(jìn)距離s1,木塊前進(jìn)距離s2,
則子彈動(dòng)能改變量=Ek1-Ek2,
-fs1=Ek2-Ek1,
fs2=Ek,
所以s1=(Ek1-Ek2)/f
2)阻力對(duì)子彈做負(fù)功,對(duì)木塊做正功,或者更具體的講 高一,
設(shè)木板長(zhǎng)L,木板移動(dòng)距離為S,則子彈前進(jìn)距離為(S+L),由動(dòng)能定理得,
-f(S+L)=Ek2-Ek1,
fS=Ek,
兩式相加得
-fL=Ek2-Ek1+Ek,
即fL=Ek1-(Ek2+Ek)
所以L=(Ek1-(EK2+Ek))/f,求得的是木板長(zhǎng),而非子彈前進(jìn)的距離,
3)再或者說(shuō),阻力所做的功W=f?s(相對(duì)位移)
在這個(gè)由子彈與木板構(gòu)成的系統(tǒng)中內(nèi)力f做了負(fù)功,由能量守恒定理得,
Ek1-(EK2+Ek)=f?s(相對(duì)位移)
所以s(相對(duì)位移)=(Ek1-(EK2+Ek))/f,而非子彈前進(jìn)的距離,
事實(shí)上,相對(duì)位移就是木板的板長(zhǎng)L。
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