高中 | 机械能 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.8 机械能守恒定律

机械能

如图,在有圆孔的水平支架上放置一物块,玩具子弹从圆孔下方竖直向上击中物块中心并穿出,穿出后物块和子弹上升的最大高度分别为$h$$8h$。已知子弹的质量为$m$,物块的质量为$4m$,重力加速度大小为$g$;在子弹和物块上升过程中,子弹所受阻力忽略不计,物块所受阻力大小为自身重力的$\dfrac{1}{8}$。子弹穿过物块时间很短,不计物块厚度的影响,求

子弹击中物块前瞬间的速度大小;

[["

$10\\sqrt{gh}$

"]]

子弹射穿木块后子弹和木块的速度分别为$v_{1}^{2}=2g\cdot 8h$

$v_{2}^{2}=2a\cdot h$

其中$4mg+\dfrac{1}{8}\cdot 4mg=4ma$

子弹射穿木块过程由动量守恒$mv_{0}=mv_{1}+4mv_{2}$

解得$v_{0}=10\sqrt{gh}$

子弹从击中物块到穿出过程中,系统损失的机械能。

[["

$37.5mgh$

"]]

子弹从击中物块到穿出过程中,系统损失的机械能$\Delta E=\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}-\left(\dfrac{1}{2}mv_{1}^{2}+\dfrac{1}{2} \cdot 4mv_{2}^{2}\right)=37.5mgh$

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