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109年
物理
第 39 題
ㄧ質量為m的子彈，以速度v水平射入置於光滑平面上質量為M的靜止木塊，子彈射入後嵌入其中，過程屬完全非彈性碰撞，下列敘述何者有誤？
- A 碰撞前後，動能守恆
- B 碰撞前後，動量守恆
- C 碰撞後，總動能減少
- D 碰撞後，木塊速度為$\frac{mv}{M+m}$
思路引導 VIP
試著想像子彈鑽入木塊的瞬間，子彈與木塊之間會產生劇烈的摩擦並導致物體形變，這時除了運動之外，還會產生熱能或聲音嗎？如果這些額外的能量（熱與聲）產生了，它們最初是從哪一種能量形式轉化而來的呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (A)，說明你已經掌握了物理學中「動量」與「能量」在碰撞過程中的關鍵差異。在水平光滑平面上，系統不受水平外力干擾，因此動量守恆（Momentum Conservation）是必然成立的定律。透過動量守恆定律，我們可以推導出碰撞後的共同速度為： $$mv = (M+m)V \implies V = \frac{mv}{M+m}$$ 這證實了選項 (B) 與 (D) 的描述皆符合物理原理。
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