高一物理动能定理来回问题主要包括以下几种:
1. 子弹打木块问题:子弹打入木块后,由于摩擦力作用,木块和子弹在极短的时间内速度交换,使木块的速度超过子弹原来的速度。
2. 小球相互碰撞问题:两个小球在光滑水平面上发生弹性碰撞,其中一个速度增大,另一个速度减小,它们的总动量守恒。
3. 弹簧类问题:弹簧连接的物体系统在相互作用的过程中,由于能量转化,最终达到一个动态平衡,总动能不发生变化。
4. 传送带问题:物体放在传送带上,两者共同加速或减速,在摩擦力作用下,系统动量守恒,但在能量转化过程中,系统机械能可能增加或减少。
5. 子弹击中光滑水平面上静止的木块:子弹击中木块后,由于摩擦力作用,系统动量守恒,但机械能有一部分转化为内能。
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问题:一个质量为 m 的小球在光滑的水平面上以初速度 v0 运动,与一个大小为 F 的恒力相撞,碰撞后小球的速度变为 v1。求碰撞前后小球的动能变化。
分析:小球在碰撞前后受到恒力的作用,因此可以运用动能定理来求解动能的变化。
解答:根据动能定理,合外力对小球的冲量等于小球动量的变化,即:
Ft = Δp = mv1 - mv0
其中,t 是小球与恒力作用的时间。
由于小球在碰撞前后的速度方向没有改变,因此可以认为碰撞前后小球的动能不变。根据动能定理,合外力对小球的功等于小球的动能变化,即:
Fs = 0
其中,s 是小球在恒力方向上移动的距离。
由于小球在碰撞前后受到恒力的作用,因此恒力对小球做的功等于小球的动能变化。根据以上两个式子可得:
Fs = mv1^2 / 2 - mv0^2 / 2
解得:碰撞前后小球的动能变化量为 ΔE = (mv1^2 - mv0^2) / 2。
综上所述,碰撞前后小球的动能变化量为 ΔE = (mv1^2 - mv0^2) / 2,其中 mv1^2 表示碰撞后小球的动能为 mv0^2 表示碰撞前小球的动能。