如图所示,一颗质量为m="10" g的子弹以水平速度v0="200" m/s击穿一个静止的沙袋后,速度减小为v="100" m/s.沙袋击穿后,上升的最大高度为

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如图所示,一颗质量为m="10" g的子弹以水平速度v₀="200" m/s击穿一个静止的沙袋后,速度减小为v="100" m/s.沙袋击穿后,上升的最大高度为h="0.2" m.取g="10" m/s²,求:

(1)沙袋的质量.
(2)这一过程中系统的内能增加了多少?

答案

(1)0.5 kg (2)149 J

解析

(1)设沙袋被击穿后速度为v′,由机械能守恒,得Mgh=

Mv′²
v′=

="2" m/s
子弹打击沙袋过程动量守恒
mv₀=mv+Mv′
M=

kg="0.5" kg.
(2)由能量守恒得

mv₀²=

mv²+

Mv′²+ΔU
则ΔU="(200-50-1)" J="149" J.

举一反三

如图所示的传动装置中,皮带始终保持v="3" m/s的速度水平匀速前进.m="1" kg的物体无初速地放到皮带上A处,若物体与皮带的动摩擦因数μ=0.15,A、B相距s="4.5" m,问:

(1)物体从A运动到B需多少时间?(取g="10" m/s²)
(2)物体从A运动到B的过程中,由于摩擦产生的热量为多少?

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水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6 000 m³，而且是一年四季流量稳定，瀑布落差50 m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率.（g取10 m/s²）

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一定质量的气体,在从一个状态变化到另一个状态的过程中,吸收热量280 J,并对外做功120 J,试问:
(1)这些气体的内能发生了怎样的变化?
(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了240 J热量,那么在返回的过程中是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做功多少?

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比热容为4.2×10² J/(kg·℃)的子弹,以v₁="500" m/s射入一堵墙内,又以v₂="100" m/s射出,若此过程产生热量的50%使子弹升温,则子弹升高的温度为___________℃.

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试说明下列现象中能量转化的情况.
（1）在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后，速度越来越小，最后停止；_____________
（2）在阻尼振动中,单摆的振幅越来越小,最后停下来；______________
（3）你用力蹬自行车上一个斜坡；______________
（4）植物的光合作用；______________
（5）用太阳能电池作动力的电动汽车在赛车场上奔驰；______________
（6）用柴油机带动发电机发电,供给电动水泵抽水,把水从低处抽到高处；______________

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