1、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其受到的外力,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v0100m/s,经t6 s后,此炮弹炸成质量相等的两块.从爆炸时算起,经t110 s后,第一块碎片先落到发射点,求从爆炸时起,另
2、一碎片经多长时间也落回地面?(g10 m/s2,空气阻力不计,结果保留三位有效数字)解题指导以竖直向上为正方向,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v040m/s,H420m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tst110s,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:v18m/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2mv0m
3、v1mv2将v0、v1代入解得:v272m/s若从爆炸时起,这块碎片经时间t2落地,则Hv2t2gt,得:5t72t24200解得t218.9s.答案18.9s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.如图1所示,光滑水平面上有三个滑块A、B、C,质量关系是mAmCm、mB.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A以速率v0正对B向右运动,在A与B碰撞之前,引爆了B、C间的炸药,炸药爆炸后B与A迎面碰撞
4、,最终A与B粘在一起,以速率v0向左运动.求:图1(1)炸药的爆炸过程中炸药对C的冲量?(2)炸药的化学能有多少转化为机械能?答案(1)mv0,向右(2)mv解析(1)全过程中,A、B、C组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得mAv0(mAmB)v0mCvC炸药对C的冲量:ImCvC0解得:Imv0,方向向右(2)炸药爆炸过程中,B和C组成的系统动量守恒mCvCmBvB0据能量关系:EmBvmCv解得:Emv.2.有一大炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为M6kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出时的速度v060m/s.当炮弹到达最高点爆炸后分为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为
5、4 kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、半径R600 m的圆周范围内,则刚爆炸完时两弹片的总动能至少为多大?(忽略空气阻力,g10 m/s2)答案6104J解析炮弹炸裂时的高度hm180m弹片落地的时间ts6s两弹片的质量m14kg,m22kg设刚爆炸完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R600m的圆周上则v1100m/s此时v2200m/s所以总动能至少为:Ekm1vm2v代入数据得Ek6104J.3.如图2所示,在光滑水平桌面上O处固定一个弹性挡板,P处有一可视为质点的质量为2kg的物块C静止,OP的距离等于PQ的距离,两个
6、可视为质点的小物块A、B间夹有炸药,一起以v05m/s的速度向右做匀速运动,到P处碰C前引爆炸药,A、B瞬间弹开且在一条直线上运动,B与C发生碰撞后瞬间粘在一起,已知A的质量为1kg,B的质量为2kg,若要B、C到达Q之前不再与A发生碰撞,则A、B间炸药释放的能量应在什么范围内?(假设爆炸释放的能量全部转化为物块的动能,A与挡板碰撞后,以原速率反弹)图2答案3JE1875J解析对A、B引爆炸药前后,设向右为正方向,由动量守恒定律可得(mAmB)v0mAvAmBvB,设炸药爆炸释放出来的能量为E,由能量守恒定律可知mAvmBv(mAmB)vE,B、C碰撞前后,由动量守恒定律可得mBvB(mCmB)v共,若要B、C到达Q之前不再与A发生碰撞,根据题意可知若炸开后,A仍向右运动,需满足vAv共,代入数据可得E3 J;若炸开后,A向左运动,需满足|vA|3v共,代入数据可得E1 875 J.综合可得3 JE1 875 J.