[讨论] 摩擦力作功fd,何时d代相对位移?

楼主: peran (perbene)   2019-06-06 14:34:06
非弹性碰撞"子弹射入木块"的题型,如果子弹深入木块的距离d为已知,要求解
子弹射到木块后受到的摩擦力f,学校老师说,直接利用:内动能=fxd(其中:d是子
弹深入木块的距离,也就是子弹相对于木块的位移),当时老师对于:d并不是代
"子弹对地"的距离,是这么解释的:
因为子弹射入木块、停止于木块中是一瞬间,所以木块在子弹射入那瞬间前后
对地几乎没有位移,因此子弹相对于木块的位移~子弹对地的位移。
但我后来写到下面的这个题目,我发现若考虑木块对地的位移,利用内动能=转成
的热能=fxd的做法,d也是要代子弹相对于木块的位移。所以当时学校老师对于为何
是代相对位移这部分的解释,很像有点牵强?!
题目如下图:
https://imgur.com/a/9VzbFjM
我后来想一下,内动能转换为"木块射入子弹产生的热能"=fxd,此时的d要代相对
位移,是不是因为产生的热能是摩擦力对"整个系统"作的"总功"?
上面那个题目,用-fx8s算出来的是摩擦力对子弹作的负功(使子弹动能减少)
用 fxs算出来的是摩擦力对木块作的正功(使木块动能增加)
而摩擦力对整个系统作的总功=-fx8s+fxs=-fx7s
摩擦力对整个系统作的负功为-fx7s,因此子弹射入木块所消耗的热能为fx7s
所以之前子弹射入木块所产生的热能,fxd的d要代子弹相对于木块的位移,
原因就是因为热能是来自于"摩擦力对子弹作的功"和"摩擦力对木块作的功",两
者的"差值"
也就是说:
子弹减少的动能(摩擦力对子弹作负功)[ fx8s ]
=木块增加的动能(摩擦力对木快作正功)[ fxs ]
+热能[ fx(8s-s) ]
而8s-s就是子弹和木块的相对位移
以上是我的想法
我把这题的详细解法,还有对于么擦力作功,为何此时d要代相对位移的想法
写在下面那张图中。
https://imgur.com/a/OlNXGIm
不知道我的观念及想法有没有误?
麻烦高手指教了!谢谢~
作者: jackcrow (我不相信偶然)   2019-06-06 15:07:00
观念很正确
作者: zxc030137 (zxc0012205)   2019-06-06 15:32:00
http://bbs.61.com.tw/viewthread.php?tid=460116可以参考这篇#7~#10的讨论
作者: normally (穿着长靴的野猫)   2019-06-06 15:48:00
把内动能的定义再看一次会有帮助
作者: NomeL (暱称是什么owo)   2019-06-06 22:45:00
不是 不是这样啊功(定义)=力·力移动的距离,并不是物体移动的距离喔子弹在木块中移动,其接触力的施力点也会跟着移动,实际上接触力的位移就是二者位移差抱歉我讲错了,接触力对二者做功都是力*子弹移动的距离才对摩擦力的做功才是二者位移差(原因同上)我不知道内动能是啥,不过把功的定义再看一次会很有帮助XD
作者: TellthEtRee (开出头奖)   2019-06-06 23:38:00
原po自己就思考分析地很清楚了内动能的定义与理解如下:①内动能=0.5μ(V1-V2)^2,这里的μ是缩减质量,缩减质量的倒数=m1的倒数+m2的倒数,(V1-V2)则是相对速度,这边要注意V1和V2【不是初速度】,而是某个时刻的瞬时速度←这个很多老师都以为学生自己会知道,但学生通常都不知道②在任意时刻、任何情况下,系统的总动能(都会恰好等于)=系统的质心动能+系统的内动能,K=Kc+Ki,这边要留意以上三项,三个K都是时间的函数,值可能会随着时间变动。但在(忽略外力对系统产生影响的)碰撞过程,Kc全程为定值,且Kc为全程K的最小值,Ki在全程出现的最小值为0,Ki与K的最小值会出现在完全弹性碰撞的中点,或完全非弹性碰撞的终点
楼主: peran (perbene)   2019-06-09 16:22:00
谢谢大家的回复!五楼的说法我看不太懂,为何摩擦力对两者作功都是力×子弹移动的距离?照你这样说,摩擦力对两者作的功会抵消耶
作者: NomeL (暱称是什么owo)   2019-06-09 17:27:00
接触力做功都是力*子弹位移,摩擦力做功=摩擦力*位移差
楼主: peran (perbene)   2019-06-09 17:46:00
摩擦力也是接触力啊
作者: opeminbod001 (nickname)   2019-06-10 02:35:00
虽然没看你内文 但不同座标系 动能是不同大小的 连动能变化量大小也不同 是在问这个吗?
作者: MEDsense (medsensej)   2019-06-10 10:29:00
考指考的话,观念很正确,但大学我就不知道了

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