一同學(xué)站在h1=12m高的陽臺上,用玩具槍槍筒內(nèi)的彈簧將質(zhì)量為20g的彈丸以10m/s的速度水平射出,彈丸落入沙坑.最后這位同學(xué)在沙坑的沙面下豎直距離h2=10cm處找到了射出的彈丸.不計空氣阻力,求:(g取10m/s2)
(1)玩具槍彈簧對彈丸所做的功;
(2)彈丸落到沙坑表面時的動能;
(3)彈丸克服沙坑阻力所做的功?
【答案】
分析:(1)根據(jù)動能定理求出玩具槍彈簧對彈丸所做的功.
(2)根據(jù)機械能守恒定律求出彈丸落到沙坑表面時的動能.
(3)對在沙坑中運動的過程運用動能定理,求出克服沙坑阻力所做的功.
解答:解:(1)彈簧槍對彈丸所做的功等于彈丸射出彈簧槍時的動能,彈丸從彈簧槍膛射出處為A,由功能關(guān)系:
W=E
KA=
mv
A2=1J
(2)選沙坑的沙面為重力勢能的參考平面,彈丸從彈簧槍膛射出至落到沙面時(A到B)的過程中機械能守恒
初態(tài)機械能:E
A=
m v
A2+mgh
1末態(tài)機械能:E
B=
mv
B2彈丸落到沙坑時的動能E
B=E
A=
m v
A2+mgh
1=3.4J
(3)彈丸在沙坑中運動(B到C)的過程,由動能定理
mgh
2+W
阻=0-
m v
B2W
阻=-3.42J
答:(1)玩具槍彈簧對彈丸所做的功為1J.
(2)彈丸落到沙坑表面時的動能為3.4J.
(3)彈丸克服沙坑阻力所做的功為3.42J.
點評:本題考查動能定理的基本運用,運用動能定理解題首先要確定研究的過程,分析有哪些力做功,然后根據(jù)動能定理列式求解.