题目内容

10.如图所示,质量为M的木块静止在光滑水平面上,与固定在竖直墙面上的轻质弹簧紧靠在一起但不粘连.以质量为m的子弹水平射入木块并嵌入其中,已知子弹射入木块前瞬间的速度为v0,弹簧始终在弹性限度内.则从子弹开始射入木块到木块最终与弹簧分离的过程中,下列说法正确的是(  )
A.弹簧对木块做的功为0
B.弹簧对木块冲量的大小为0
C.子弹与木块组成的系统动量守恒
D.整个过程中损失的机械能为$\frac{Mm}{2(M+m)}$${v}_{0}^{2}$

分析 根据形变量分析弹簧对木块做功的大小.根据动量定理分析弹簧对木块冲量的大小.根据动量守恒的条件:合外力为零,判断系统的动量是否守恒;应用动量守恒定律与机械能守恒定律可求损失的机械能.

解答 解:A、从子弹开始射入木块到木块最终与弹簧分离的过程中,弹簧初态和末态都处于原长状态,初末状态弹簧的弹性势能相等,则弹簧对木块做的功为0,故A正确.
B、设子弹射入木块后的瞬间,子弹和木块的共同速度大小为v.取向左为正方向,对子弹和木块整体,根据动量定理得弹簧对木块冲量为:
I=-(M+m)v-(M+m)v=-2(M+m)v,故B错误.
C、以子弹、弹簧、木块构成的系统为研究对象,墙对弹簧有作用力,系统所受合外力不为零,故系统动量不守恒,故C错误.
D、取向左为正方向,根据动量守恒定律得 mv0=(M+m)v,整个过程中损失的机械能为△E=$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$(M+m)v2=$\frac{Mm}{2(M+m)}$${v}_{0}^{2}$,故D正确.
故选:AD

点评 本题的关键是明确系统的动量守恒的条件和机械能守恒的条件,然后运用动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解.

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