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问题: 高中物理题

一只小船以速度v=2m/s在水中匀速滑行,船上站一人,人和船的总质量为M,人手中拿着一个质量为m=1kg的球.该人以相对船的速度v1=4m/s,沿船行方向将球水平抛出.问:系统内力做功多少?人做功多少?球做功多少?

解答:

解:因为船和人的质量远大于小球的质量,所以可以认为人抛球前后船和人的速度没有发生变化,所以船和人的速度仍为v=2m/s;而人以相对船的速度v1=4m/s、沿船行方向将球水平抛出,出手的球相对岸的速度应为v+v1=6m/s。因为没有外力做功,所以系统动能的增加量就是系统内力所做的功,即为:
m(v+v1)^2/2-mv^2/2=1*(2+4)^2/2J-1*2^2/2J=16J。
由于船的能量没有发生变化,所以小球动能的增加是人做功的结果(人的化学能减小),所以人做功为16J。
小球(对人)做功为-16J。