高中物理 模块要点回眸 第4点 爆炸现象的三个特征素材 新人教版选修3-5.doc

第4点爆炸现象的三个特征解决爆炸类问题时，要抓住以下三个特征：1动量守恒：由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的动量守恒2动能增加：在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，因此爆炸后系统的总动能增加3位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后，物体仍然从爆炸的位置以新的速度开始运动对点例题从地面竖直向上发射一炮弹，炮弹的初速度v0100 m/s，经t6.0 s后，此炮弹炸成质量相等的两块从爆炸时算起，经t110.0 s后，第一块碎片先落到发射点，求从爆炸时起，另一碎片经多长时间也落回地面？(g10 m/s2，空气阻力不计)解题指导设炮弹爆炸时的速度为v0，离地面高度为h，则有：v0v0gt，hv0tgt2代入数据解得v040 m/s，h420 m设刚爆炸后瞬间，先落到地面上的碎片的速度为v1，因落在发射点，所以v1为竖直方向若v10，表示竖直向上运动；若v10，表示竖直向下运动；若v10，则表示自由落体运动若v10，则落地时间t st110.0 s，由此可知，v1方向应是竖直向上选炮弹爆炸时h高度为坐标原点，则：hv1t1gt，解得：v18 m/s设刚爆炸后瞬间，后落地的碎片的速度为v2，则由动量守恒定律得2mv0mv1mv2将v0、v1代入解得：v272 m/s若从爆炸时起，这块碎片经时间t2落地，则hv2t2gt，得：5t72t24200t218.9 s或t24.5 s(舍去)答案18.9 s方法总结1.炮弹在空中爆炸时，所受合外力(重力)虽不为零，但重力比起炮弹碎块间相互作用的内力小得多，故可认为爆炸过程炮弹系统(各碎块)的动量守恒.2.爆炸时位置不变，各碎块自爆炸位置以炸裂后的速度开始运动1有一大炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量为m6.0 kg(内含炸药的质量可以忽略不计)，射出时的速度v060 m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为4.0 kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、r600 m为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？(忽略空气阻力)答案6104 j解析炮弹炸裂时的高度h m180 m弹片落地的时间t s6 s两弹片的质量m14.0 kg，m22.0 kg设它们的速度大小分别为v1、v2，由动量守恒定律知m1v1m2v2所以v22v1设m1刚好落在r600 m的圆周上则v1100 m/s此时v2200 m/s所以总动能至少为：em1vm2v代入数据得e6104 j.2在水平面上以v020 m/s的速度竖直向上发射一炮弹，其质量m10 kg，当炮弹上升至最高点时，突然炸裂成a、b两块，各自沿着水平方向飞出，测得a、b落地点间的距离x100 m，落地时两者的速度相互垂直，问a、b的质量各为多少？(忽略空气阻力，g取10 m/s2)答案ma8 kg，mb2 kg或ma2 kg，mb8 kg解析炮弹竖直上升的高度h20 m，炸裂的瞬间，a、b组成的系统水平方向动量守恒0mavambvb.此后a、b各自做平抛运动，设a、b落地时与水平方向的夹角分别为和，依题意有90，hgt2，解得t