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一同学站在h1=12m高的阳台上,用玩具枪枪筒内的弹簧将质量为20g的弹丸以10m/s的速度水平射出,弹丸落入沙坑.最后这位同学在沙坑的沙面下竖直距离h2=10cm处找到了射出的弹丸.不计空气阻力,求:(g取10m/s2
(1)玩具枪弹簧对弹丸所做的功;
(2)弹丸落到沙坑表面时的动能;
(3)弹丸克服沙坑阻力所做的功?
【答案】分析:(1)根据动能定理求出玩具枪弹簧对弹丸所做的功.
(2)根据机械能守恒定律求出弹丸落到沙坑表面时的动能.
(3)对在沙坑中运动的过程运用动能定理,求出克服沙坑阻力所做的功.
解答:解:(1)弹簧枪对弹丸所做的功等于弹丸射出弹簧枪时的动能,弹丸从弹簧枪膛射出处为A,由功能关系:
W=EKA=mvA2=1J                
(2)选沙坑的沙面为重力势能的参考平面,弹丸从弹簧枪膛射出至落到沙面时(A到B)的过程中机械能守恒
初态机械能:EA=m vA2+mgh1
末态机械能:EB=mvB2
弹丸落到沙坑时的动能EB=EA=m vA2+mgh 1=3.4J           
(3)弹丸在沙坑中运动(B到C)的过程,由动能定理
mgh2+W=0-m vB2
W=-3.42J                        
答:(1)玩具枪弹簧对弹丸所做的功为1J.
(2)弹丸落到沙坑表面时的动能为3.4J.
(3)弹丸克服沙坑阻力所做的功为3.42J.
点评:本题考查动能定理的基本运用,运用动能定理解题首先要确定研究的过程,分析有哪些力做功,然后根据动能定理列式求解.
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