题目内容

【题目】如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙壁之间用轻质弹簧连接,当木块静止时刚好位于A点,现有一质量为m的子弹以水平速度射向木块并嵌入其中作用时间极短,求:

1)当木块回到A点时的速度大小;

2)从开始到木块回到A点的过程中,墙壁对弹簧的冲量

【答案】(1);(2)2mv0,方向水平向左。

【解析】

1)子弹射入木块过程,由于时间极短,子弹与木块间相互作用的内力远大于系统的外力,故系统的动量守恒,由动量守恒定律列式求出子弹和木块的共同速度;然后系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动,后做加速运动,回到A位置时速度大小不变。

2)此过程中弹簧对木块和子弹整体的冲量等于墙对弹簧的冲量,根据动量定理求解。

(1)木块第一次回到A位置时的速度与木块和子弹开始共同运动的速度大小相等,
子弹进入木块过程满足动量守恒定律,取向右为正方向,
由动量守恒定律得:,解得:

(2)此过程中弹簧对木块和子弹整体的冲量等于墙对弹簧的冲量,
由动量定理有
解得:,方向:向左;

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