1.3动量守恒定律案例分析--爆炸 学案 -2021-2022学年高二下学期物理沪教版选修3-5

zjong 榆林市第十中学高二物理六步教学模式导学提纲 1.3动量守恒定律案例分析--爆炸 班级姓名 课型 新授课 知识目标 1. 进一步理解动量守恒定律成立的条件； 2．会应用动量守恒定律分析处理有关问题； 3．理解爆炸现象，明确爆炸现象满足动量守恒定律 过程与方法 锻炼学生对运动过程的理解和拓展 重点 动量守恒定律的使用条件 难点 动量守恒定律中爆炸现象的计算 教师主导 提出问题 爆炸类问题的分析方法 探究：以初速度v0与水平方向成60°斜向上飞行的炸弹，到达最高点时炸成质量分别是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． 学生探求 发现问题 主体互动 研究问题 【解析】　炸弹爆炸过程中，爆炸力是内力，远大于重力，因此爆炸过程各弹片组成的系统动量守恒．因为爆炸过程火药的化学能转化为内能，进而有一部分转化为弹片的动能，所以此过程系统的机械能(动能)增加． (1)斜抛的炸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，小块弹片的速度v2为待求量，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＝(2m)v1′2＋mv2－(3m)v12＝mv02 课堂整理 解决问题 爆炸过程和碰撞过程的共同之处是系统动量皆可认为守恒，不同之处是，爆炸过程系统的动能增加，碰撞过程系统的动能不增加，理想化的弹性碰撞认为动能不变，而一般情况下，系统的动能减少. 课堂练习 巩固提高 变式突破：有一竖直向上发射的炮弹．炮弹的质量为M＝6.0 kg(内含炸药质量忽略不计)，射出的初速度v0＝60 m/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4.0 kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心，半径为R＝600 m的圆圈范围内，则 (1)爆炸过程中系统动量守恒吗？ (2)如何确定爆炸的瞬间弹片的速度？ (3)刚爆炸后两弹片的总动能至少