在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出,子弹射入木块的最大深度为d.设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s,子弹所受

问题描述:

在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出,子弹射入木块的最大深度为d.设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s,子弹所受阻力恒定.试证明:s<d.

设子弹射入木块后二者的共同速度为v,子弹击中木块过程系统动力守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v
设子弹与木块之间的相互作用力为f,由动能定理得:
对子弹:-f (s+d)=

1
2
mv2-
1
2
m
v 20

对木块:fs=
1
2
Mv2
解得:
s
d
=
m
m+M
<1,即:s<d;
答:证明过程如上所述.