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[【學科】] 【物理】高二物理-功與能的轉換和能量守恆定律

本帖最後由 22169751 於 2016-4-30 12:41 編輯

1.
一物體質量m自地面鉛直上拋,達最高點時,分裂為質量相等的兩碎片;其中一片鉛直下降,達地面後又經t秒,另一片才著地,設重力加速度為g,則分裂時有多內能釋放出來?

A:mg²t²/8

2.質量為m之子彈,以v之速率水平射入質量為M之靜止木塊,在水平地面上滑行d之距離後靜止,試求: (1)子彈與木塊因摩擦產生之熱能為何?(2)木塊與地面因摩擦產生之熱能為何?

A: (1)(2)

問: (1)根據能量守恆:ΔK+ΔU+ΔUint(熱能)=0
動量守恆:mv=(M+m)v',v'(子彈嵌入木塊後的共同速度)=mv/(M+m)
看m:ΔU=0(子彈僅受到木塊造成的摩擦力),ΔK+ΔUint=0,0-(mv'²/2)+ΔUint=0,ΔUint=mv'²/2=m³v²/2(M+m)²
哪裡錯誤   

3.質量為M的重鎚在質量為m的鐵樁上方H高處自由落下,若撞後樁陷入土中h之深度,且重力加速度為g,則土地施於鐵樁之平均阻力為若干?

A:


這張圖是我自己分析的,黑色部分是依照題目給的條件畫的,紅色部分是我自己假設的
圖1:初始狀態 重槌v=0
圖2:重槌與鐵樁碰撞的前一瞬間(未碰撞),設重槌速度為v
圖3:重槌與鐵樁碰撞的瞬間,有共同速度v'
圖4:鐵樁深入地面h深度,重槌與鐵樁的速度=0

問:
將重槌與鐵樁視為一系統,此系統僅受重力(保守力)與摩擦力(非保守力)作用
從圖1到圖4
-f(土地施於鐵樁的平均阻力)*h=Wf=ΔK+ΔU=-(M+m)gh-MgH  (說明:ΔK=0,-(M+m)gh-MgH為ΔU)
算出來的f是錯的  錯在哪

解(自己算的):圖1至圖2:MgH=Mv²/2,v=√(2gH)
圖2至圖3:M√(2gH)=(M+m)v'(動量守恆)
v'=M√(2gH)/(M+m)
v'²=
圖3至圖4:-f*h=Wf=ΔK+ΔU=
f*h=
f=

問:圖2至圖3的部分用動量守恆能解出正確答案
照理說系統有受到外力(重力) 動量守恆應該無法成立
為何這裡可以使用  

4.
74.png
一滑雪者從P點由靜止開始以甚小的等速率滑下山坡,滑到Q點時恰好停止。如圖所示。已知P和Q兩點之間支水平距離為S,軌道路徑總長為L,滑雪板與雪地之間的動摩擦係數為μK,則P和Q兩點之間的鉛直高度差為何?

A:μKS

以上數題  求解說  感恩
星之城
EE

本帖最後由 39475494 於 2016-4-30 12:46 編輯

我先解一題好了
我還蠻希望多一點人參與的
這些題目不差耶 ...
1. 動量守恆嘛 ...
最高點(h),表示高度方向上該點 v = 0 (炸前)...
炸後,等重,所以兩塊產生一樣的速度,一塊向上,一塊向下,叫 x 好了
h = xt1 + (1/2)gt1²
h = -xt2 + (1/2)gt2²
t = t2 - t1
x (t1+t2) = (1/2)g(t2² - t1²) = (1/2)g(t2 + t1)(t2 - t1)
x = (1/2)g(t2 - t1) = gt/2 or t1+t2 = 0 (t1+t2 = 0 這點不是我要的)
另解 ...
這個時間差 ... t = t2 - t1
相當於其中往上飛的那塊A,飛到新的最高點,再掉下來到原位置的時間
那塊A掉到原位置後,就變成 x 向下 ...之後花的時間,和另一塊B花的時間會一模一樣(t1)
這樣解也可以的
0 = -xt + (1/2)gt²
x = gt/2 or t = 0 (t=0 是一開始那點,不是我要的)
炸時的能量釋放 = (1/2)(m/2)x² * 2 = mg²t²/8
功夫派~ 冰語

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我先解一題好了
我還蠻希望多一點人參與的
這些題目不差耶 ...

輔教裡面的題目
似乎不是大考試題
不知道我們學校物理科教學研究會去哪找的
想很久都想不出來
星之城
EE

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2.
你有寫耶
嗯,哪錯呀 ....
ΔK = (1/2)(M+m)v'² - (1/2)mv² 才對呀
然後用你的 v'(子彈嵌入木塊後的共同速度)=mv/(M+m)
自己解吧
ΔK= -(1/2)mv²[M/(M+m)]
功夫派~ 冰語

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哦~ 第三題你有一個想法呀
你應該知道,你寫的是能量守恆
但你要知道,碰撞前後,能量不一定守恆呀!!
那種完全彈性碰撞才會能量守恆
這種鐵鎚敲下去,結果是敲了以後鐵鎚和樁綁在一起動,這不是完全彈性碰撞
功夫派~ 冰語

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最後一題你要用微觀的角度看 ....
mg 和 正向力有夾角
dS 和 dL 也有一樣的夾角

題外話,一般會把路徑設 S ,水平距設 L 說
功夫派~ 冰語

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2.ΔK = (1/2)(M+m)v'² - (1/2)mv²
為何? 子彈的末速不是=0嗎?
為甚麼是用碰撞瞬間動能-子彈初動能
星之城
EE

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這種鐵鎚敲下去,結果是敲了以後鐵鎚和樁綁在一起動,這不是完全彈性碰撞

完全非彈性?
碰撞後動能=碰撞後質心動能
哦~ 第三題你有一個想法呀
你應該知道,你寫的是能量守恆
但你要知道,碰撞前後,能量不一定守恆呀!!
那種完全彈性碰撞才會能量守恆

呃...你指的能量是包含熱能嗎?
還是只是單純的力學能而已
星之城
EE

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完全非彈性?
碰撞後動能=碰撞後質心動能

呃...你指的能量是包含熱能嗎?
還是只是單純的力學能而已 ...
22169751 發表於 2016-4-30 13:46

對,力學能熱不算
功夫派~ 冰語

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Wf=ΔK+ΔU有限制只能在力學能守恒時使用?
星之城
EE

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