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知识点 58:应用三大观点解决爆炸问题
【知识思维方法技巧】
(1)解动力学问题的三种观点:
①动力学的方法:运用牛顿运动定律结合运动学知识解题,可处理匀变速运动问题.
②能量方法:用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题.
③动量方法:用动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题.
(2)力学规律的选用原则
①如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律.
②研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间的问
题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题.
③若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用动量守恒定律和能量守恒
定律去解决问题,但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件.
④在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律,系统克服摩擦力所做的总功等于系统
机械能的减少量,即转变为系统内能的量.
⑤在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,需注意到这些过程一般均隐含有系统
机械能与其他形式能量之间的转换.这种问题由于作用时间都极短,因此用动量守恒定律
去解决.
(3)爆炸模型的特点:
①爆炸现象满足动量守恒: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
远远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的总动量守恒.
②爆炸现象满足动能增加: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,
所以爆炸前后系统的总动能增加.
③爆炸现象满足位置不变: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,可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动.
考点一:爆炸模型与直线曲线运动模型组合的问题
题型一:爆炸模型与直线运动组合的问题
【典例1基础题】(多选)如图所示,可视为质点且质量均为1 kg的甲、乙两物体紧靠着放
在水平地面上,物体甲与左侧地面间的动摩擦因数为0.3,物体乙右侧地面光滑,两物体间
夹有炸药,爆炸后两物体沿水平方向左右分离,分离瞬间物体乙的速度大小为 3 m/s,重力
加速度g取10 m/s2.则( )
A.炸药爆炸后,两物体分离瞬间物体甲的速度大小为3 m/s
B.甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为18 J
C.从分离到甲物体停止运动,经过的时间为4 s
D.甲、乙两物体分离2 s时,两物体之间的距离为7.5 m
【典例1基础题对应练习】如图所示,光滑水平面上有三个滑块A、B、C,质量关系是m
A
=m =m、m =.开始时滑块B、C紧贴在一起,中间夹有少量炸药,处于静止状态,滑块
C B
A以速度v正对B向右运动,在A未与B碰撞之前,引爆了B、C间的炸药,炸药爆炸后
0
1
学科网(北京)股份有限公司B与A迎面碰撞,最终A与B粘在一起,以速率v向左运动.求:
0
(1)炸药爆炸过程中炸药对C的冲量;
(2)炸药的化学能有多少转化为机械能?
题型二:爆炸模型与曲线运动组合的问题
【典例2基础题】质量m=260 g的手榴弹从水平地面上以v =10 m/s的初速度斜向上抛
0
出,上升到距地面h=5 m的最高点时爆炸,手榴弹除火药外的部分炸裂成质量相等的两
块弹片,其中一块弹片自由下落到达地面,落地时动能为5 J。重力加速度g=10 m/s2,
空气阻力不计,火药燃烧充分,求:
(1)手榴弹爆炸前瞬间的速度大小;
(2)手榴弹所装火药的质量;
(3)两块弹片落地点间的距离。
考点二:爆炸模型与其他模型组合运动的问题
题型一:爆炸模型与板块模型组合运动的问题
【典例1基础题】如图,A、B质量分别为m=1 kg,m=2 kg,置于小车C上,小车的质
1 2
量为m =1 kg,A、B与小车的动摩擦因数为0.5,小车静止在光滑的水平面上。某时刻炸
3
药爆炸,若A、B间炸药爆炸的能量有12 J转化为A、B的机械能,其余能量转化为内能。
A、B始终在小车表面水平运动,小车足够长,求:
(1)炸开后A、B获得的速度大小;
(2)A、B在小车上滑行的时间各是多少?
题型二:爆炸模型与其他模型组合运动的问题
【典例2基础题】如图所示,A、B两个物体粘在一起以v =3 m/s的速度向右运动,物体
0
中间有少量炸药,经过O点时炸药爆炸,假设所有的化学能全部转化为 A、B两个物体的
动能且两物体仍然在水平面上运动,爆炸后A物体的速度依然向右,大小变为v =2 m/s,
A
B物体继续向右运动进入光滑半圆轨道且恰好通过最高点D,已知两物体的质量m =m =
A B
2
学科网(北京)股份有限公司1 kg,O点到半圆轨道最低点C的距离x =0.25 m,物体与水平轨道间的动摩擦因数为 μ
OC
=0.2,A、B两个物体均可视为质点,取g=10 m/s2,求:
(1)炸药的化学能E;
(2)半圆轨道的半径R。
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