问题标题:
光滑的水平地面上放着一块质量为M、长度为d的木块,一个质量为m的子弹以水平速度v0射入木块,当子弹从木块中出来后速度变为v1,子弹与木块的平均摩擦力为f.求均摩擦力为求:(1)子弹打
问题描述:
光滑的水平地面上放着一块质量为M、长度为d的木块,一个质量为m的子弹以水平速度v0射入木块,当子弹从木块中出来后速度变为v1,子弹与木块的平均摩擦力为f.求均摩擦力为求:(1)子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功多少?擦力对木块做功多少?(2)子弹从木块中出来时,木块的位移为多少?(3)在这个过程中,系统产生的内能为多少?
潘荣江回答:
解析:
子弹与木块的水平动量守恒:
mvo=mv1+Mv2①
根据动能定理:
摩擦力对子弹做功W1=mv1²/2-mvo²/2②
摩擦力对木块做功W2=Mv2²/2③
摩擦力对木块做功W2=fs④
系统增加的内能等于摩擦力对系统做的功:
Q=W⑤
摩擦力对系统做的功等于
W=fd⑥
联立①②③④⑤⑥解得:
(1)子弹打击木块的过程中摩擦力对子弹做功W1=-m(vo²-v1²)/2,
摩擦力对木块做功W2=m²(vo-v1)²/(2M).
(2)子弹从木块中出来时,木块的位移s=m²(vo-v1)²/(2fM).
(3)在这个过程中,系统产生的内能Q=fd.
说明:摩擦力对系统做的功等于系统动能的减少:
Q=mvo²/2-mv1²/2-Mv2²/2=m(vo²-v1²)/2-m²(vo-v1)²/(2M)
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