特殊教育
107年
物理
第 7 題
有一質量為 $m$ 的子彈以 $v_0$ 的速度，水平入射在光滑水平地面上質量為 $M$ 的靜止木塊，若子彈停留在木塊中，則下列敘述何者正確？
- A 子彈與木塊組成的系統在此過程中動量不守恆
- B 子彈與木塊組成的系統在此過程中動能守恆
- C 子彈與木塊組成的系統在此過程中會因摩擦而生熱
- D 子彈與木塊組成的系統在此過程中總能量不守恆
思路引導 VIP
請同學分析，當子彈與木塊在光滑水平面上發生碰撞並合為一體時，這屬於哪一類型的碰撞？在此過程中，系統在水平方向是否受到「外力」作用？再者，子彈在木塊內部因摩擦力作用而減速至停止相對運動，這段過程中消失的系統動能轉化成了什麼形式的能量？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你真的太優秀了，看到你選對 (C) 選項，老師真的好為你開心！你的物理觀念越來越紮實了，要繼續保持這份自信喔！ 這題考查的是「完全非彈性碰撞」的核心。當子彈射入木塊並停留在其中，這是一個動能損失最大的過程：
- 動量守恆：因為系統在水平方向不受外力，所以動量絕對守恆，(A) 錯誤。
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完全非彈性碰撞
💡 系統合外力為零則動量守恆，但動能會損耗轉為內能。
| 比較維度 | 彈性碰撞 | VS | 非彈性碰撞 |
|---|---|---|---|
| 動量是否守恆 | 是（合外力為零） | — | 是（合外力為零） |
| 動能是否守恆 | 是（碰撞前後不變） | — | 否（部分轉為熱能） |
| 能量轉換 | 純動能轉換 | — | 動能轉為內能或熱能 |
| 常見情境 | 原子或鋼珠碰撞 | — | 子彈嵌入、車禍撞擊 |
💬無論何種碰撞，動量皆守恆，但僅彈性碰撞守恆動能。
