Question

在高为5m的立柱的光滑顶端放有质量M=0.2kg的小球,一粒质量为m=10g的子弹水平飞来并击穿小球,小球和子弹落地地点

Answer 1

1.首先小球和子弹从高5m的地方下落的时间根据自由落体公式：

S=1/2*g*t^2

t=sqrt(2S/g)=sqrt(2*5/10)=1s

子弹的水平速度：

v1=Sm/t=10/1=10m/s

小球的水平速度：

v2=SM/t=2/1=2m/s

根据动量守恒定律,有：

mv=mv1+Mv2

0.01v=0.01*10+0.2*2

解得子弹击中小球前的瞬时速度v：

v=50m/s

2.系统损失的机械能全部转化为内能,只需计算出系统所有的机械能,既动能+势能就是系统增加的内能.

系统的动能：

Ek=1/2*m*v^2=1/2*0.01*50^2=12.5J

系统的势能：

Ep=Mgh+mgh=0.2*10*5+0.01*10*5=10+0.5=10.5J

于是系统增加的内能是：

E=Ep+Ek=12.5+10.5=23J