Question

7．一顆質(zhì)量m=1kg的子彈以v₀=3m/s的速度穿過一個靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M=5kg的木塊，子彈的速度變?yōu)?m/s，則木塊速度為0.4m/s，若將木塊換成質(zhì)量也為M的鋼塊，則子彈與鋼塊碰后無能量損失的反向彈回，則子彈的速度大小為2m/s，鋼塊的速度大小為1m/s．

Answer 1

分析 以子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，由動量守恒定律可以求出木塊的速度．再以子彈與鋼塊組成的系統(tǒng)為研究對象，由動量守恒定律和能量守恒定律結(jié)合求子彈和鋼塊的速度大小．

解答 解：子彈射穿木塊的過程中，取子彈的初速度方向為正方向，以子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，由動量守恒定律得：
 mv₀=mv₁+Mv₂；
得 v₂=$\frac{m（{v}_{0}-{v}_{1}）}{M}$=$\frac{1×（3-1）}{5}$=0.4m/s
子彈與鋼塊碰撞過程，由題知，子彈無能量損失，
以子彈與鋼塊組成的系統(tǒng)為研究對象，由動量守恒定律和能量守恒定律得：
   mv₀=mv₃+Mv₄；
  $\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{3}^{2}$+$\frac{1}{2}M{v}_{4}^{2}$
可得 v₃=$\frac{m-M}{m+M}{v}_{0}$=$\frac{1-5}{1+5}×$3=-2m/s，即子彈的速度大小為2m/s
代入mv₀=mv₃+Mv₄，解得 v₄=1m/s
故選：0.4，2，1

點評 子彈穿過木塊的過程，子彈與木塊組成的相同動量守恒，由動量守恒定律可以正確解題．子彈打擊鋼板的過程，遵守兩大守恒：動量守恒定律和能量守恒定律．