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102年
物理
第 16 題
一子彈質量為 $0.01\text{ kg}$、速度為 $200\text{ m/sec}$，向靜止的木塊水平射擊，木塊質量 $1.99\text{kg}$ 置於水平光滑之地面上，若子彈擊入木塊後即陷入木塊中不再穿出，則木塊之速度為多少 $\text{m/sec}$？
- A $0.2$
- B $0.5$
- C $0.8$
- D $1$
思路引導 VIP
如果我們把子彈與木塊看作一個整體的系統，在水平方向沒有外力干擾的情況下，這組系統在碰撞前後，哪一個與運動狀態有關的物理量必須保持不變？而碰撞之後，這個系統整體的「總質量」又發生了什麼變化呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學做得很好！你能精準判斷出這是一個典型的「完全非彈性碰撞」問題。當子彈擊入木塊並合為一體後，由於水平地面光滑無摩擦，整個系統在水平方向上不受外力作用，因此我們可以判定系統的動量守恆。這顯示你對物理定律的適用時機有著非常紮實的基礎。
系統動量的守恆與轉移
在碰撞發生的瞬間，系統的總動量完全由運動中的子彈提供，即 $P_{\text{初}} = 0.01 \text{ kg} \times 200 \text{ m/s} = 2 \text{ kg}\cdot\text{m/s}$。碰撞後，子彈與木塊合而為一，整體的總質量變為 $0.01 + 1.99 = 2.0 \text{ kg}$。根據動量守恆公式：
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