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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

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.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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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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本帖最後由 22169751 於 2016-4-30 23:37 編輯
嗯 ....
或是反過來想
能量守恆,就表示要把熱能也算進去
如果有熱能散失,那力學能就不守恆了

可是這有點奇怪啊
Wf(非保守力作功)=ΔK+ΔU
力學能守恒的條件:
僅保守力作功且內力無非保守力作功
如果力學能守恒才能使用的話
那Wf不是恆等於0嗎?

第3題的第2個問題想通了
因為是看瞬間
所以動量守恆成立

第3題第1個問題我後來仔細想了一下
雖然系統只受重力與摩擦力
但是能量的損耗並非全都是摩擦力造成的
有一部分是在碰撞的時候內力互相作用時損耗的
所以Wf= ΔK+ΔU才會無法成立

這樣解釋...應該沒錯吧
星之城
EE

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本帖最後由 22169751 於 2016-5-1 20:53 編輯

第2題
這兩段對應的熱能是不一樣的
第一段是 子彈和木塊摩擦
第二段是木塊和平面

第二段子彈和木塊沒有摩擦嗎?
雖然第二段子彈和木塊會以相同的速度減速至停止(無相對滑動)
無動摩擦力
但是子彈應該還是會受到子彈和木塊間的靜摩擦力吧
(我們那個年代這叫完全彈性碰撞)


現在還是

第四題求詳細解說
星之城
EE

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