Question

如圖所示，質(zhì)量為m的子彈以速度υ₀水平擊穿放在光滑水平地面上的木塊，木塊長為L，質(zhì)量為M，木塊對子彈的阻力恒定不變，子彈穿過木塊后木塊獲得動能為E_k，若木塊或子彈的質(zhì)量發(fā)生變化，但子彈仍穿過木塊，則（　　）

• A、M不變，m變小，則子彈穿過木塊的時間一定變大?
• B、M不變，m變小，則木塊獲得的動能可能變大?
• C、m不變，M變小，則子彈穿過木塊的時間一定變小?
• D、m不變，M變小，則木塊獲得的動能可能變大?

Answer 1

分析：在同一個坐標系中畫出子彈和木塊的V-T圖象．子彈仍穿過，說明子彈和木塊的位移差為木塊長度．根據(jù)題目選項的物理量的變化來判斷．

解答：解：在同一個坐標系中畫出子彈和木塊的v-t圖象．
（1）當子彈的質(zhì)量m變化時，由于子彈所受的阻力恒定，在子彈的加速度將隨著質(zhì)量減小的而變大，而木塊的加速度恒定．兩者的速度圖象如圖所示．設(shè)木塊的長度為L，則當子彈穿出時，子彈的位移比木塊的大L，則由速度圖象可知，子彈的速度曲線與木塊的速度曲線所圍成的梯形面積在數(shù)值上應(yīng)等于L．由圖象可知，當子彈質(zhì)量小時，穿出木塊的時間t₂大于質(zhì)量大時穿出木塊的時間t₁．則木塊獲得的速度也將變大，動能也將增大．故A正確，B錯誤．
（2）當子彈的質(zhì)量m不變，子彈的加速度恒定，木塊的加速度將隨著質(zhì)量的減小而增大，當子彈穿出時，子彈的位移比木塊的大L，則由速度圖象可知，子彈的速度曲線與木塊的速度曲線所圍成的梯形面積在數(shù)值上應(yīng)等于L．當木塊質(zhì)量小時，穿出木塊的時間t₂′大于質(zhì)量大時穿出木塊的時間t₁′．則木塊獲得的位移也將變大．那么子彈對木塊的作用力做的功也在增大，所以木塊獲得的動能一定變大，故C錯誤，D正確．
故選：AD．

點評：要了解研究對象的運動過程是解決問題的前提，根據(jù)題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律解決問題；本題采用圖象解決問題比較直觀．