如图所示，有一质量为M=400g，长度为L=2cm的木块，静止地放在光滑的水平面上，现有一质量为m=20g的子弹（可视为质点），以初速度V0=160m/s入射木块，若在子弹穿出木块的过程中，木块发生的位移为x=5cm，子弹在木块中受到的阻力恒为f=1600N，求：（1）子弹射出木块后，子弹的速度v1？（2）木块获得的速度V？（3）整个过程系统中产生的热量？试题及答案-解答题-云返教育

试题详情

如图所示，有一质量为M=400g，长度为L=2cm的木块，静止地放在光滑的水平面上，现有一质量为m=20g的子弹（可视为质点），以初速度V₀=160m/s入射木块，若在子弹穿出木块的过程中，木块发生的位移为x=5cm，子弹在木块中受到的阻力恒为f=1600N，求：
（1）子弹射出木块后，子弹的速度v₁？
（2）木块获得的速度V？
（3）整个过程系统中产生的热量？

试题解答

见解析

解：（1）在子弹和木块发生相互作用的过程中，木块发生的位移为x，子弹发生的位移为x′=x+L，
对子弹由动能定理有：-f（x+L）=

mv₁²-

mv₀；可解得：v₁=

√v₀²-

2f(x+L)

=120m/s．
（2）在子弹和木块发生相互作用的过程中，木块发生的位移为x，
对木块由动能定理有：f?x=

mv₂²-

mv_0²；
可解得：v₂=

√

2fx

=20m/s．
（3）由总能量守恒可知，系统中产生的热量等于系统机械能的损失，
即Q=（

mv₀²-

mv₁² ）-

Mv₂²=fl；
代入以上数据得 Q=32 J．
答：（1）子弹射出木块后，子弹的速度为120m/s．
（2）木块获得的速度为20m/s．
（3）整个过程系统中产生的热量是32 J．

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