(供选学3-5模块的考生做)x质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手.首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1,然后
问题描述:
(供选学3-5模块的考生做)x质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手.首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2,如图所示,设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是( )
A. 木块静止,d1=d2
B. 木块向右运动,d1<d2
C. 木块静止,d1<d2
D. 木块向左运动,d1=d2
答
设子弹速度为V,质量为M
已知木块质量为m
由动量定理可得第一颗子弹射入木块后,木块与子弹共同速度为 V1,
则有 MV=(M+m)V1
解出 V1=
MV M+m
木块与子弹组成的系统损失的动能为△Ek=
MV2-1 2
(M+m)V121 2
设子弹与木块之间作用力恒定为 F
则有 Fd1=△Ek=
mV2 2(m+M)
第二颗子弹射入木块,由动量定理可得
MV-Mv=(M+m)V2
完全相同步枪和子弹,说明子弹的初速度相同,把三者看成一个整体,动量守恒,所以最终木块静止,
则 V2=0 损失的动能为△Ek=
MV2+1 2
(M+m)V121 2
有 Fd2=
2M2V2+mV2 2(m+M)
于是可得 d1<d2,故A错误,C正确;
故选C