Question

【題目】如圖所示，木塊隨水平傳送帶（足夠長）一起向右勻速運動，一顆質量為10g的子彈水平向左射入木塊中（未射出），子彈射入木塊瞬間二者的速度達到一致，子彈的運動情況已經在v-t圖像中畫出，木塊與傳送帶之間的動摩擦因數μ=0.1，g取10m/s2 ， 則以下分析正確的是（ ）

A.木塊的質量為1kg
B.子彈擊中木塊4s后木塊重新與傳送帶達到共同速度2m/s
C.子彈擊中木塊后向左運動的最大位移是18m
D.木塊與傳送帶摩擦生熱18J

Answer 1

【答案】D
【解析】由圖像可知子彈剛擊中木塊后二者的共同速度為4m/s，子彈擊中木塊瞬間前后二者總動量守恒，有mv0=（m+M）v，解得M=0.99kg，A錯；由μ（M+m）g=（M+m）a，a=1m/s2 ， 結合 可知傳送帶子彈擊中木塊后6s后木塊重新與傳送帶達到共同速度2m/s，B錯；子彈擊中木塊后向左運動的最大位移時速度為零，此時位移 =8m，C錯；木塊向左運動過程中與傳送帶的相對位移為16m，木塊向右運動的過程中與傳送帶的相對位移為2m，摩擦生熱Q=μ（M+m）gx相對=18J，D正確.
【考點精析】根據題目的已知條件，利用動量守恒定律的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握動量守恒定律成立的條件：系統不受外力或系統所受外力的合力為零；系統所受的外力的合力雖不為零，但系統外力比內力小得多；系統所受外力的合力雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統的總動量的分量保持不變．