题目内容
如图所示,质量为m的子弹以速度υ0水平击穿放在光滑水平地面上的木块,木块长为L,质量为M,木块对子弹的阻力恒定不变,子弹穿过木块后木块获得动能为Ek,若木块或子弹的质量发生变化,但子弹仍穿过木块,则( )
A、M不变,m变小,则子弹穿过木块的时间一定变大? | B、M不变,m变小,则木块获得的动能可能变大? | C、m不变,M变小,则子弹穿过木块的时间一定变小? | D、m不变,M变小,则木块获得的动能可能变大? |
分析:在同一个坐标系中画出子弹和木块的V-T图象.子弹仍穿过,说明子弹和木块的位移差为木块长度.根据题目选项的物理量的变化来判断.
解答:解:在同一个坐标系中画出子弹和木块的v-t图象.
(1)当子弹的质量m变化时,由于子弹所受的阻力恒定,在子弹的加速度将随着质量减小的而变大,而木块的加速度恒定.两者的速度图象如图所示.设木块的长度为L,则当子弹穿出时,子弹的位移比木块的大L,则由速度图象可知,子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L.由图象可知,当子弹质量小时,穿出木块的时间t2大于质量大时穿出木块的时间t1.则木块获得的速度也将变大,动能也将增大.故A正确,B错误.
(2)当子弹的质量m不变,子弹的加速度恒定,木块的加速度将随着质量的减小而增大,当子弹穿出时,子弹的位移比木块的大L,则由速度图象可知,子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L.当木块质量小时,穿出木块的时间t2′大于质量大时穿出木块的时间t1′.则木块获得的位移也将变大.那么子弹对木块的作用力做的功也在增大,所以木块获得的动能一定变大,故C错误,D正确.
故选:AD.
(1)当子弹的质量m变化时,由于子弹所受的阻力恒定,在子弹的加速度将随着质量减小的而变大,而木块的加速度恒定.两者的速度图象如图所示.设木块的长度为L,则当子弹穿出时,子弹的位移比木块的大L,则由速度图象可知,子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L.由图象可知,当子弹质量小时,穿出木块的时间t2大于质量大时穿出木块的时间t1.则木块获得的速度也将变大,动能也将增大.故A正确,B错误.
(2)当子弹的质量m不变,子弹的加速度恒定,木块的加速度将随着质量的减小而增大,当子弹穿出时,子弹的位移比木块的大L,则由速度图象可知,子弹的速度曲线与木块的速度曲线所围成的梯形面积在数值上应等于L.当木块质量小时,穿出木块的时间t2′大于质量大时穿出木块的时间t1′.则木块获得的位移也将变大.那么子弹对木块的作用力做的功也在增大,所以木块获得的动能一定变大,故C错误,D正确.
故选:AD.
点评:要了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题;本题采用图象解决问题比较直观.
练习册系列答案
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如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止,则( )
A、地面对楔形物块的支持力为(M+m)g | B、地面对楔形物块的摩擦力为零 | C、楔形物块对小物块摩擦力可能为零 | D、小物块一定受到四个力作用 |