Question

在风洞实验中“制造”出沿水平方向的风，进行如下实验：一个质量为M＝0.2 kg小球，静止在高度h＝5.0 m的直立杆上，一颗质量为m＝0.01 kg的子弹．以水平速度v₀＝420 m/s击中小球，并留在球内，小球落地点离杆的水平距离s＝25 m，假设小球飞行时始终受到水平向右的大小恒定的风力．求：

(l)子弹击中小球的过程中系统增加的内能Q；(2)风力F的大小．(取g＝l0 m/s²)

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)设子弹击中小球后子弹和小球的共同速度为v，对子弹和小球在击中前后，有：mv0＝(m＋M)v 　　由能量关系可知Q＝mv02－(m＋M)v2 　　解得：Q＝840 J; 　　(2)小球和子弹整体从杆上飞出后，竖直方向做自由落体运动，有：h＝gt2 　　水平方向上做以v为初速的匀加速直线运动，有：s＝vt＋at2 　　由牛顿定律：F＝(m＋M)a解得F＝2.1 N