Question

如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置．现有一质量为m的子弹以水平速度v₀射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（　　）

• A、v=

  mv0

  M+m

  ，I=0
• B、v=

  mv0

  M+m

  ，I=2mv₀
• C、v=

  mv0

  M+m

  ，I=

  2m2v0

  M+m

• D、v=

  mv0

  M

  ，I=2mv₀

Answer 1

分析：子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，故可由动量守恒定律列式求解，子弹和木块的共同速度；然后系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到A位置时速度大小不变，根据动量定理可求得此过程中墙对弹簧的冲量I的大小．

解答：解：子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，由动量守恒定律得：
mv₀=（M+m）v
解得：v=

mv0

M+m

子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到A位置时速度大小不变，即当木块回到A位置时的速度v=

mv0

M+m

；
子弹和木块弹簧组成的系统受到的合力即可墙对弹簧的作用力，根据动量定理得：
I=-（M+m）v-mv₀=-2mv₀
所以墙对弹簧的冲量I的大小为2mv₀
故选B

点评：子弹射木块是一种常见的物理模型，由于时间极短，内力远大于外力，故动量守恒，难度适中．