2018年高考物理动量守恒定律10个模型最新模拟题精选训练 专题02 爆炸模型 含解析

动量守恒的十种模型精选训练2

动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的规律之一，它不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、高速领域。通过对最新高考题和模拟题研究，可归纳出命题的十种模型。二．爆炸模型

【模型解读】爆炸是在极短时间内完成的，爆炸时物体之间的相互作用力远远大于系统所受外力，系统动量守恒。在爆炸过程中，由于有其它形式的能量（炸药的化学能）转化为机械能，爆炸过程中系统动能一定增加。

例2．如图所示，水平面上OM正中间有质量分别为2m、m的两物块B、C（中间粘有炸药），现点燃炸药，B、C被水平弹开，物块C运动到O点时与刚好到达该点速度为v0的小物块A发生迎面正碰，碰后两者结合为一体向左滑动并刚好在M点与B相碰，不计一切摩擦，三物块均可视为质点，重力加速度为g=10m/s2，求炸药点燃后释放的能量E．

【点评】凡是内力瞬时做功，使系统机械能瞬时增大的都可以归纳为爆炸模型。在“爆炸”过程中，动量守恒，内力瞬时做功等于系统增大的机械能。

针对训练题

1.（8分）(2008·海南物理第19题)一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为m的

炮弹．炮可在水平方向自由移动．当炮身上未放置其它重物时，炮弹可击中水平地面上的

目标A；当炮身上固定一质量为M0的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B．炮口离水平地面的高度为h．如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。

【名师解析】：由动量守恒定律和能量守恒定律得：

错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。

解得：错误！未找到引用源。

炮弹射出后做平抛，有：错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。

解得目标A距炮口的水平距离为：错误！未找到引用源。

同理，目标B距炮口的水平距离为：

错误！未找到引用源。

解得：错误！未找到引用源。

2. 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)

【名师解析】

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，v=100m/s,

V=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

3.从地面竖直向上发射一枚礼花弹，当上升速度为30 m／s时，距地面高度为150 m，恰好此时礼花弹炸开，分裂成质量相等的两部分，其中一部分经5 s落回发射点，求：

（1）另一部分炸开时的速度.

(2) 另一部分落点位置和落回地面的时间。

（2）另一部分做竖直上抛运动，落回到抛出点。

由- h=v2t2-错误！未找到引用源。gt22，

解得：t2=错误！未找到引用源。s。

舍弃负值，得t2=错误！未找到引用源。s。

4.如图所示，在光滑水平面上，有一长L=2m的木板C，它的两端各有一块挡板

，C的质量m C＝5kg，在C的正中央并排放着两个可视为质点的物块A和B，质量分别是m A＝1kg，m B＝4kg，开始时A、B、C都静止，A、B间夹有少量的塑胶炸药，由于炸药爆炸，使得A以6m／s的速度水平向左滑动，如果C的上表面光滑，物块与挡板相碰后都粘合在挡板上，求：

(1) (4分)当两个物体都与挡板碰撞后，木板C的速度多大？

(2) (4分)炸药爆炸后，炸药对A、B物体做的总功是多少？

(3) (8分)从炸药爆炸开始到物块都粘合在挡板上为止，木板C发生的位移为多大？

（2）炸药爆炸，A、B获得的速度大小分别为vA、vB．以向左为正方向，有：

mAvA-mBvB=0，

解得：vB=1.5m/s，方向向右

炸药爆炸后，炸药对A、B物体做的总功是

W=错误！未找到引用源。mAvA2-错误！未找到引用源。mBvB2=22.5J

(3)然后A向左运动，与挡板相撞并合成一体，共同速度大小为vAC，

由动量守恒，有：

mAvA=（mA+mC）vAC，

解得：vAC=1m/s

此过程持续的时间为：t1= 错误！未找到引用源。=1/6s。

此后，设经过t2时间B与挡板相撞并合成一体，则有：

L/2=vACt2+vB（t1+t2），解得：t2=0.3s

所以，板C的总位移为：xC=vACt2=0.3m，方向向左

答案：（1）板C的速度是0

（2）炸药爆炸后，炸药对A、B物体做的总功是22.5J。

（3）板C的位移大小是0.3m，方向向左．

5.如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍。两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B到d

点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求：

（1）物块B在d点的速度大小；

（2）物块A、B在b点刚分离时，物块B的速度大小；

（3）物块A滑行的最大距离s。

【名师解析】

（1）B在d点，根据牛顿第二定律有：

解得：

（2）B从b到d过程，只有重力做功，机械能守恒有：