题目内容

质量为m的木块和质量为M(M>m)的铁块用细线连接刚好能在水中某个位置悬浮静止不动,此时木块至水面距离为h,铁块至水底的距离为H(两物体均可视为质点).突然细线断裂,忽略两物体运动中受到水的阻力,只考虑重力及浮力,若M、m同时分别到达水面水底,以M、m为系统,那么以下说法正确的是(  )
分析:当系统所受合外力为零时,系统动量守恒,对系统进行受力分析,判断动量是否守恒,然后根据物体受力情况判断物体运动性质,应用动量守恒定律分析答题.
解答:解:A、以木块与铁块组成的系统为研究对象,开始系统静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,系统所受合外力为零,不计水的阻力,细线断裂后系统所受合外力为零,系统动量守恒,故A错误;
B、细线断裂后,木块m上浮,受到的合外力向上,不为零,木块向上做加速运动,铁块向下运动,所受合外力向下,向下做加速运动,故B错误;
C、以木块与铁块组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以向上为正方向,由动量守恒定律得:mv-Mv′=0,则mv=Mv′,由于M>m,则v′<v,故C错误;
D、以木块与铁块组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以向上为正方向,由动量守恒定律得:mv-Mv′=0,则:m
h
t
t-M
H
t
t=0,解得:MH=mh,故D正确;
故选:D.
点评:本题考查了动量守恒定律的应用,知道动量守恒条件,应用动量守恒定律即可正确解题.
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