質(zhì)量為m的小木塊靜放在位于光滑水平面上的質(zhì)量為2m的長木板上的左端,一粒質(zhì)量也為m的子彈以速度水平射入小木塊并迅速停留其中.由于小木塊與長木板間的摩擦力作用,使小木塊最終相對于長木板靜止.試求:因小木塊與長木板間的摩擦而使系統(tǒng)增加的內(nèi)能.
解題過程:子彈與木塊的瞬時作用過程中,雖然木板對木塊有摩擦力作用,但這個過程時間t→0,故摩擦力對木塊的沖量趨近于零,因此,由子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,即 其中為子彈射入木塊后瞬間與木塊的共同速度.所以 木塊在木板上運(yùn)動過程中,由子彈、木塊和木板三者組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)的動量守恒,故 其中為最終木塊相對于木板靜止時,子彈、木塊和木板的共同速度.故 因小木塊與長木板間的摩擦而使系統(tǒng)增加的內(nèi)能就等于這一摩擦過程中系統(tǒng)減少的動能(根據(jù)能量守恒定律).即 思路點(diǎn)撥:本題目中有兩個因摩擦力做功而使系統(tǒng)增加內(nèi)能的過程:其一,是從子彈入射木塊到與木塊相對靜止的過程;其二,是木塊(內(nèi)含子彈)在長木板上滑行的過程.本題所求是后一過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能.應(yīng)先根據(jù)動量守恒定律求出子彈射入木塊后,子彈與木塊共同的速度,以及子彈、木塊和長木板三者相對靜止時系統(tǒng)的速度,這樣就可以求出木塊上滑動過程中系統(tǒng)減少的動能即因摩擦而增加的內(nèi)能了. 小結(jié):這是一道動量守恒定律與能量守恒定律相綜合的題目,解這類問題的關(guān)鍵是正確分析相互作用的物理過程,并選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律進(jìn)行求解. 解本題時容易出現(xiàn)以下兩種錯誤:其一,沒有考慮到子彈入射木塊過程中已有系統(tǒng)的一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而利用ΔU=-得出ΔU=的錯誤結(jié)果;其二,誤以為木塊相對于長木板靜止就是木塊對地速度為零,即誤認(rèn)為長木板根本沒動,這樣會得到的錯誤結(jié)果. 產(chǎn)生上述兩種錯誤的原因均是沒有分析清楚具體的物理過程,可見,過程分析在解決物理問題中占有多么重要的地位. |
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科目:高中物理 來源: 題型:013
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:
10個相同的扁木塊一個緊挨一個地放在水平地面上,如圖所示.每塊木塊的質(zhì)量m=0.40kg,長l=0.50m.木塊原來都靜止,它們與地面間的靜、動摩擦因數(shù)都為μ1=0.10.左邊第一塊木塊的左端點(diǎn)放一塊質(zhì)量M=1.0kg的小鉛塊,它與木塊間的靜、動摩擦因數(shù)都為μ2=0.20.現(xiàn)突然給鉛塊一個向右的初速度v0=4.3m/s,使其在木塊上滑行,試確定它最后是落在地上還是停在哪一塊小塊上(設(shè)鉛塊的線度與l相比可忽略).
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科目:高中物理 來源:2009-2010學(xué)年湖北省荊州中學(xué)高三(上)月考物理試卷(9月份)(解析版) 題型:解答題
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