A、B、C、木块固定时,子弹射穿木块,设木块长度为d,根据功能关系,有fd=
m-
m
,Q=
m
-
m
故fd=Q=
,即f=
①
木块不固定时,子弹射入木块,系统动量守恒,假设不能穿出;
根据动量守恒定律,有mv
0=(M+m)v根据功能关系,有Q′=fx=m
-
(M+m)v
2据题意,有:M=3m解得x=
②
将①式代入②式,得到x=
故假设成立,子弹不能射出;
D、木块不固定时,子弹以速度v′射入木块,系统动量守恒,假设不能穿出;根据动量守恒定律,有mv′=(M+m)v
根据功能关系,有Q′="fx=" m
-
(M+m)v
2据题意,有:M=3m,解得x=
③
将①式代入③式,得到x=
故当子弹以3v
0速度或者4v
0速度射向木块时,有x>d,故子弹均射出;子弹初速度越大,穿出时间越短,木块加速时间越短,获得的速度越小.
本题关键是对子弹射穿木块过程运用动量守恒和功能关系联立方程求解,然后对结果进行讨论.