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關于動能的經典試題及解析

時間: 未知2 物理備考
  子彈以動能Ek1水平射穿放在光滑水平面上的木塊后子彈動能變為Ek2,木塊對子彈的平均阻力為f,木塊獲得的動能為Ek。
  請問在子彈射穿木塊的過程中,子彈前進的距離為什么不是(Ek1-(EK2+Ek))/f
  高中物理試題解析:
  1)設子彈質量m,木塊質量M,子彈前進距離s1,木塊前進距離s2,
  則子彈動能改變量=Ek1-Ek2,
  -fs1=Ek2-Ek1,
  fs2=Ek,
  所以s1=(Ek1-Ek2)/f
  2)阻力對子彈做負功,對木塊做正功,或者更具體的講,
  設木板長L,木板移動距離為S,則子彈前進距離為(S+L),由動能定理得,
  -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,而非子彈前進的距離,
  3)再或者說,阻力所做的功W=f·s(相對位移)
  在這個由子彈與木板構成的系統中內力f做了負功,由能量守恒定理得,
  Ek1-(EK2+Ek)=f·s(相對位移)
  所以s(相對位移)=(Ek1-(EK2+Ek))/f,而非子彈前進的距離,
  事實上,相對位移就是木板的板長L。
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