问题 问答题

质量为4m的木块固定在水平面上,被质量为m、初动能为E0的子弹水平击中,子弹穿出木块后的动能为

1
4
E0.现有相同的木块静止在光滑水平面上,让相同的子弹以同样的初动能水平射击该木块.求:子弹击中木块后,木块最终获得的动能E.(设子弹在木块中所受阻力为定值)

答案

木块固定时,子弹击穿木块,系统损失的机械能为:△E0=E0-

1
4
E0=
3
4
E0

木块不固定时,子弹击中木块后有可能留在木块中、也有可能击穿木块,若子弹留在木块中,设子弹与木块的共同动能为E1

由动量守恒得:p1=p2

P1=

2mE0
 ②

P2=

2(m+4m)E1
 ③

系统损失的机械能为:△E1=E0-E1

①②③④可得:△E1=

4
5
E0

由于:△E1=

4
5
E0>△E0=
3
4
E0

说明子弹不可能留在木块之中设子弹击穿木块后,子弹的动能为E2,木块的动能为E

由动量守恒得:

2mE0
=
2mE2
+
2×4mE

子弹击穿木块,系统损失的机械能为:△E=E0-(E2+E)=

3
4
E0

由⑥⑦可得:E=

9
100
E0或E=
1
4
E0(舍去)

答:子弹击中木块后,木块最终获得的动能E为

9
100
E0

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问答题