题文
有一炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为M=6.0kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出时的初速度v0=60m/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m=4.0kg。现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600m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)
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
本题考查反冲模型的动量守恒问题,炮弹射出后根据竖直上抛规律计算出初速度,再由射出过程中系统动量守恒可计算出相关速度和物理量
设炮弹止升到达最高点的高度为H,根据匀变速直线运动规律,有:
……1分 解得,
=180m………1分
设质量为M的弹片刚爆炸后,其中质量为m的一块的速度为
,另一块的速度为
,根据动量守恒定律,有:
……2分
设质量为
的弹片运动的时间为
,根据平抛运动规律,有:
……1分 
……1分
解得,
=100m/s,
=200m/s………2分(各1分)
炮弹刚爆炸后,两弹片的总动能
……1分 代入数值得
………1分
考点
据考高分专家说,试题“有一炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为M=.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





