2021版高考物理一輪復習第六章碰撞與動量守恒2動量守恒定律及其應用創新練3含解析_第1頁
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PAGE3-動量守恒定律及其應用2.如圖,木塊A、B的質量均為m,放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質量可以忽略不計)。讓A、B以初速度v0一起從O點滑出,滑行一段距離后到達P點,速度變為v02,此時炸藥爆炸使木塊A、B脫離,發現木塊B立即停在原位置,木塊A繼續沿水平方向前進。已知O、P兩點間的距離為s,設炸藥爆炸時釋放的化學能全部轉化為木塊的動能,爆炸時間很短可以忽略不計,(1)木塊與水平地面的動摩擦因數μ;(2)炸藥爆炸時釋放的化學能。【解析】(1)設木塊與地面間的動摩擦因數為μ,炸藥爆炸釋放的化學能為E0。從O滑到P,對A、B由動能定理得-μ×2mgs=12×2mv022-1解得μ=3v(2)在P點爆炸時,A、B動量守恒,有2m×v0根據能量守恒有E0+12×2m×v022=解得E0=14mv答案:(1)3v028【補償訓練】一位足球愛好者,做了一個有趣的實驗:如圖所示,將一個質量為m、半徑為R的質量分布均勻的塑料彈性球框靜止放在粗糙的足夠大的水平臺面上,質量為M(M>m)的足球(可視為質點)以某一水平速度v0通過球框上的框口,正對球框中心射入框內,不計足球運動中的一切阻力。結果發現,當足球與球框發生第一次碰撞后到第二次碰撞前足球恰好不會從右端框口穿出。假設足球與球框內壁的碰撞為彈性碰撞,只考慮球框與臺面之間的摩擦。求:(1)人對足球做的功和沖量大小。(2)足球與球框發生第一次碰撞后,足球的速度大小。(3)球框在臺面上通過的位移大小。【解析】(1)W=Mv0I=Mv0 ②(2)足球的初速度為v0,第一次碰撞后,設足球的速度為v1,球框的速度為v2。對足球和球框組成的系統,由動量守恒定律得Mv0=Mv1+mv2 ③由能量守恒定律得Mv022=M聯立解得足球的速度v1=M-mM+球框的速度v2=2Mv(3)多次碰撞后足球和球框最終靜止,設球框受到臺面的摩擦力為Ff,通過的總位移為x。對足球和球框組成的系統,由能量守恒定律得Ffx=Mv0又第一次碰撞后經時間t,足球恰好未從框口穿出,說明此時足球與球框二者共速,均為v1=M-mM+由運動學規律得v1+v2對球框,由動量定理得-F

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