题文
一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为m2,求:
(1)另一块爆炸后瞬时的速度大小;
(2)爆炸过程系统增加的机械能.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)炮弹爆炸过程中动量守恒,爆炸后一块弹片沿原轨道返回,则该弹片速度大小为v,方向与原方向相反,设另一块爆炸后瞬时速度大小为v1,由题意知,爆炸后两弹片的质量均为m2,
设速度v的方向为正,由动量守恒定律得:mv=-12mv+12mv1
解得:v1=3v.
(2)爆炸过程中重力势能没有改变,爆炸前系统总动能为:EK=12mv2,
爆炸后系统总动能为:EK′=12×m2×(-v)2×12×m2×(3v)2=52mv2,
系统增加的机械能为:△E=Ek′=Ek=52mv2-12mv2=2mv2.
答:(1)另一块爆炸后瞬时的速度大小为3v;
(2)爆炸过程系统增加的机械能为2mv2.
解析
m2
考点
据考高分专家说,试题“一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,.....”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。





