Question

物理动量守恒题

水平无摩擦地面上放着一块质量为0.1kg石头，一颗重量为2.5g的子弹初速度为500m/s水平击向石头之后与水平方向成一定角度以300m/s的速度反弹回来。
1。求石头在撞击前后速度的改变量 2.计算石头被撞击之后速度改变的角度，就是子弹反弹之后形成的那个角。

求详细过程，其实就是在成一定角度之后动量守恒该如何应用。

Answer 1

物理元素（力、运动）不都在同一直线上的矢量（力和运动都是矢量）问题可以用直角坐标分解的方法，坐标方向的选取原则，因为水平无摩擦即无外力，所以水平动量守恒，而垂直动量不守恒，因此选择水平和垂直，坐标分解，这样在水平方向上的分解量就可以运用动量守恒。以子弹初始速度方向为正的话，则M子弹 x V子弹=M石头 x V'石头 - M子弹 x V'子弹水平。在反弹回来的角度不知道的情况下，300m/s对于求解上述方程无帮助。而V'石头和V‘子弹水平均未知的话，上述方程无法求解，需要追加一个条件，比如能量守恒即动能守恒，即1/2 x M子弹 x V子弹平方=1/2 x M石头 x V'石头平方 + 1/2 x M子弹 x V'子弹平方，V'子弹已知是300m/s，所以V'石头可解，代入第一个方程V'子弹水平可解，于是V'子弹与水平的夹角可用反余弦函数求解。
这题看似复杂，其实是一个相当基本的理解与应用。如果你想不到这种分解方法及动量守恒的应用，说明你对物理的矢量分解、坐标分解还理解的不够。物理里的力学因素都是可以直角坐标分解的，而任意方向分解后的物理因素在那个方向上依然遵循各种物理定律，只是看是否满足条件。此问题在水平方向的分解满足动量守恒，在竖直方向不满足动量守恒，但仍满足动量定理，并且可据此算出桌面对石头的冲量。

Answer 2

一楼分析的很好，顶！