某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組為了搞清楚功、能、動(dòng)量之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
㈠主要實(shí)驗(yàn)器材:一塊正方形的軟木塊,其邊長(zhǎng)D=16cm,質(zhì)量M=40g;一支出射速度能夠連續(xù)可調(diào)的氣槍,其子彈的質(zhì)量m=10g;……
㈡主要實(shí)驗(yàn)過程:首先,他們把正方形的軟木塊固定在桌面上,當(dāng)子彈以20m/s的水平速度從正面射入該木塊后,實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得了子彈能夠進(jìn)入木塊中5cm的深度。然后,他們把該木塊放在光滑的水平面上(例如氣墊導(dǎo)軌上),子彈再次從正面射入該木塊,……。在后者情況下,請(qǐng)你利用力學(xué)知識(shí),幫助他們分析和預(yù)測(cè)以下幾個(gè)問題:⑴若子彈仍以20m/s的水平速度射入木塊,子彈最多能進(jìn)入木塊中的深度有多大?⑵若子彈仍以20m/s的水平速度射入木塊,在子彈射入木塊的過程中,系統(tǒng)損失的機(jī)械能和產(chǎn)生的熱量各是多少?⑶為了使子彈能夠穿透該木塊,那么子彈的入射速度大小不能低于多少?
(1)(2)1.6J(3)不能低于
⑴設(shè)子彈打入木塊過程中受到的平均阻力為f,打入木塊的深度分別為d1d2,子彈初速為v0,打入后二者共速v,
木塊固定時(shí),由動(dòng)能定理得:            (2分)
木塊不固定時(shí),由動(dòng)量守恒定律得:        (2分)
由能量守恒定律得:       (2分)
由以上三式可得:                        (2分)
⑵由能量守恒定律知:損失的機(jī)械能與產(chǎn)生的內(nèi)能相等,即
           (4分)
⑶設(shè)子彈初速為時(shí),恰好不能射穿木塊,此時(shí)二者共速,由動(dòng)量守恒與能量守恒得:
                            (2分)
                (2分)
上述兩式與聯(lián)立即可解得:        (2分)
故為了使子彈能夠穿透該木塊,子彈的入射速度大小至少不能低于
練習(xí)冊(cè)系列答案
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質(zhì)量為1kg的滑塊以4m/s的水平速度滑上靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為3kg的小車,最后以共同速度運(yùn)動(dòng),滑塊與車的摩擦系數(shù)為0.2,則此過程經(jīng)歷的時(shí)間為多少?

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如圖所示,在光滑水平面上,依次有質(zhì)量為m,2m,3m……10m的10個(gè)小球,排列成一直線,彼此間有一定的距離,開始時(shí)后面的九個(gè)小球是靜止的,第一個(gè)小球以初速度V0向著第二個(gè)小球碰去,結(jié)果它們先后全部粘合到一起向前運(yùn)動(dòng).出于連續(xù)的碰撞,求系統(tǒng)損失的機(jī)械能為多少?

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如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧,左端連著絕緣介質(zhì)小球B,右端連在固定板上,放在光滑絕緣的水平面上。整個(gè)裝置處在場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球A,從距B球?yàn)镾處自由釋放,并與B球發(fā)生碰撞。碰撞中無(wú)機(jī)械能損失,且A球的電荷量始終不變。已知B球的質(zhì)量M=3m,B球被碰后作周期性運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)周期(A、B小球均可視為質(zhì)點(diǎn))。
(1)求A球與B球第一次碰撞后瞬間,A球的速度V1和B球的速度V2;
(2)要使A球與B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求勁度系數(shù)k的可能取值。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為M=4kg的木板放置在光滑的水平面上,其左端放置著一質(zhì)量為m=2kg的滑塊(視作質(zhì)點(diǎn)),某時(shí)刻起同時(shí)給二者施以反向的力,如圖,已知F1=6N,F(xiàn)2=3N,

適時(shí)撤去兩力,使得最終滑塊剛好可到達(dá)木板右端,且二者同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),已知力F2在t2=2s時(shí)撤去,板長(zhǎng)為S=4.5m,g=10m/s2,求
(1)  力F1的作用時(shí)間t1
(2)  二者之間的動(dòng)磨擦因數(shù)μ
(3)   t2=2s時(shí)滑塊m的速度大小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題



如圖所示,三塊平行金屬板豎直固定在絕緣小車上,并與車內(nèi)電池連接,小車總質(zhì)量為M,靜止在光滑水平面上,金屬板B、C中間開有小孔,兩孔在同一水平線上,已知車內(nèi)電池G的電動(dòng)勢(shì)為 E1,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子(不計(jì)重力),以初速,水平射入C板小孔,它穿過B板小孔后繼續(xù)向A板運(yùn)動(dòng)。
①為使粒子不至打到A板上,電池H的電動(dòng)勢(shì)E2應(yīng)滿足什么條件?
②若A、B、C間隔均為d,滿足上面條件的電池H的電動(dòng)勢(shì)用E2表示,則當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)后,其速度大小具有最小值時(shí),帶電粒子離B板的距離是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題



如圖所示,水平桌面上有一木塊A,質(zhì)量198g,它與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,木塊A距桌邊2.0m,一子彈質(zhì)量2.0g,水平射入木塊后與木塊一起在桌面上滑動(dòng),問子彈速度至少多大才能將木塊擊出桌面?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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