题目内容
17.(1)子弹穿出木块的过程中系统增加的内能;
(2)若换用一块同样材料、同样横截面积、当场L′=1.5L的质量较大的木块,且子弹不能穿出木块,求子弹射入木块的深度x.
分析 (1)子弹射穿木块过程,子弹和木块系统动量守恒,根据守恒定律列式求解即可求出木板的速度,然后使用功能关系即可求出产生的内能;
(2)系统产生的内能等于摩擦力与相对运动的乘积,由此求出摩擦力,然后同样使用动量守恒定律和功能关系,即可求出子弹射入木块的深度x.
解答 解:(1)规定初速度方向为正方向,子弹射穿木块过程,子弹和木块构成的系统水平方向动量守恒,
由动量守恒定律得:mv0=m•$\frac{{v}_{0}}{2}$+2m×v1,
所以:${v}_{1}=\frac{1}{4}{v}_{0}$
由功能关系得:$Q=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}-\frac{1}{2}m{(\frac{{v}_{0}}{2})}^{2}-\frac{1}{2}•2m{v}_{1}^{2}$
整理得:$Q=\frac{5}{16}m{v}_{0}^{2}$
(2)子弹射穿木块过程,设二者间作用力为f,则:Q=fL
则:$f=\frac{Q}{L}$
子弹不能穿出木块时,二者具有共同速度,得:mv0=(m+2m)×v2
对系统:fx=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}-\frac{1}{2}•3m{v}_{2}^{2}$
整理得:x=$\frac{16}{15}L$
答:(1)子弹穿出木块的过程中系统增加的内能是$\frac{5}{16}m{v}_{0}^{2}$;
(2)若换用一块同样材料、同样横截面积、当场L′=1.5L的质量较大的木块,且子弹不能穿出木块,子弹射入木块的深度是$\frac{16}{15}L$.
点评 本题关键在于子弹射穿木块过程,子弹和木块系统动量守恒,同时要知道一对滑动摩擦力做的功等于系统产生的内能,然后结合能量守恒定律列式求解.
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( )
( )
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