问题 选择题

(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

答案

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=

1
2
MV2-
1
2
(M+m)V12

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=

1
2
MV2+
1
2
(M+m)V12

有    Fd2=

2M2V2+mV2
2(m+M)

于是可得 d1<d2,故A错误,C正确;

故选C

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