【物理】2018届二轮复习爆炸及反冲问题学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习爆炸及反冲问题学案（全国通用）

爆炸及反冲问题 ‎1．爆炸现象的三条规律 ‎(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远大于系统受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒．‎ ‎(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，所以爆炸后系统的总动能增加．‎ ‎(3)位置不变：爆炸和碰撞的时间极短，因而在作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸或碰撞后仍然从爆炸或碰撞前的位置以新的动量开始运动．‎ ‎2．反冲的两条规律 ‎(1)总的机械能增加：反冲运动中，由于有其他形式的能量转变为机械能，所以系统的总机械能增加．‎ ‎(2)平均动量守恒 若系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中平均动量也守恒．如果系统由两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用后均发生运动，则由m11－m22＝0，得m1x1＝m2x2.该式的适用条件是：‎ ‎①系统的总动量守恒或某一方向的动量守恒．‎ ‎②构成系统的m1、m2原来静止，因相互作用而运动．‎ ‎③x1、x2均为沿动量守恒方向相对于同一参考系的位移．‎ 例题1．我国发现的“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站实现了完美对接．假设“神舟十一号”到达对接点附近时对地的速度为v，此时的质量为m；欲使飞船追上“天宫二号”实现对接，飞船需加速到v1，飞船发动机点火，将质量为Δm的燃气一次性向后喷出，燃气对地向后的速度大小为v2.这个过程中，下列各表达式正确的是(　　)‎ A．mv＝mv1－Δmv2‎ B．mv＝mv1＋Δmv2‎ C．mv＝(m－Δm)v1－Δmv2‎ D．mv＝(m－Δm)v1＋Δmv2‎ 解析：选C.飞船发动机点火喷出燃气，由动量守恒定律，mv＝(m－Δm)v1－Δmv2，选项C正确．‎ 例题2．在静水中一条长l的小船，质量为M，船上一个质量为m的人，当他从船头走到船尾，若不计水对船的阻力，则船移动的位移大小为(　　)‎ A.l　 B．l[ ]‎ C.l D.l 解析：选B.船和人组成的系统水平方向动量守恒，人在船上行进，船将后退，即mv人＝Mv船，人从船头走到船尾，设船后退的距离为x，则人相对地面行进的距离为l－x，有m＝M，则m(l－x)＝Mx，得x＝，故选项B正确．‎ 例题3．一弹丸在飞行到距离地面‎5 m高时仅有水平速度v＝‎2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失，重力加速度g取‎10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(　　)‎ 解析：选B.弹丸爆炸过程遵守动量守恒，若爆炸后甲、乙同向飞出，则有 ‎2m‎＝mv甲＋mv乙①‎ 若爆炸后甲、乙反向飞出，则有 ‎2m‎＝mv甲－mv乙②‎ 或‎2m＝－mv甲＋mv乙③‎ 爆炸后甲、乙从同一高度做平抛运动，由选项A中图可知，爆炸后甲、乙向相反方向飞出，下落时间t＝＝ s＝1 s，速度分别为v甲＝＝ m/s＝‎2.5 m/s，v乙＝＝ m/s＝0.5 m/s，代入②式不成立，A项错误；同理，可求出选项B、C、D中甲、乙的速度，分别代入①式、②式、③式可知，只有B项正确．‎ 例题4．以初速度v0与水平方向成60°角斜向上抛出的手榴弹，到达最高点时炸成质量分别为m和‎2m的两块．其中质量大的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行．求：‎ ‎(1)质量较小的另一块弹片速度的大小和方向；‎ ‎(2)爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能． ‎ 解析：(1)斜抛的手榴弹在水平方向上做匀速直线运动，在最高点处爆炸前的速度v1＝‎ v0cos 60°＝v0.设v1的方向为正方向，如图所示，由动量守恒定律得： ‎ ‎ ‎ ‎3mv1＝2mv1′＋mv2‎ 其中爆炸后大块弹片速度v1′＝2v0，‎ 解得v2＝－2.5v0，“－”号表示v2的速度与爆炸前速度方向相反．‎ ‎(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增量，ΔEk＝×2mv1′2＋mv－(‎3m)v＝mv.‎ 答案：(1)2.5v0　方向与爆炸前速度的方向相反 ‎(2)mv