题目
质量为20g的子弹沿x轴正向以500m/s的速率射入一木块后,与木块一起仍沿x轴正向以50m/s的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为()。A. 9N·sB. -9N·sC. 10N·sD. -10N·s
质量为20g的子弹沿x轴正向以500m/s的速率射入一木块后,与木块一起仍沿x轴正向以50m/s的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为()。
A. 9N·s
B. -9N·s
C. 10N·s
D. -10N·s
题目解答
答案
A. 9N·s
解析
本题考查动量定理的应用,关键在于理解冲量与动量变化的关系。题目中,子弹射入木块后共同运动,需明确木块所受冲量等于木块动量的变化。由于木块质量未知,可转换思路:木块所受冲量等于子弹动量变化的相反数(根据作用力与反作用力的关系)。通过计算子弹的动量变化即可快速求解。
步骤1:确定已知量
- 子弹质量:$m_{\text{子弹}} = 20\ \text{g} = 0.02\ \text{kg}$
- 子弹初速度:$v_{\text{初}} = 500\ \text{m/s}$
- 共同末速度:$v_{\text{末}} = 50\ \text{m/s}$
步骤2:计算子弹的动量变化
子弹动量变化为:
$\Delta p_{\text{子弹}} = m_{\text{子弹}} \cdot (v_{\text{末}} - v_{\text{初}}) = 0.02 \cdot (50 - 500) = -9\ \text{kg·m/s}$
步骤3:确定木块所受冲量
根据作用力与反作用力关系,木块所受冲量等于子弹动量变化的相反数:
$I_{\text{木块}} = -\Delta p_{\text{子弹}} = -(-9) = 9\ \text{N·s}$