知识点58：应用三大观点解决爆炸问题 提高版-2024届高考物理一轮复习讲义及对应练习

知识点58：应用三大观点解决爆炸问题 【知识思维方法技巧】 （1）解动力学问题的三种观点： ①动力学的方法：运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题． ②能量方法：用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题． ③动量方法：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题． （2）力学规律的选用原则 ①如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律． ②研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题． ③若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和能量守恒定律去解决问题，但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件． ④在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，即转变为系统内能的量． ⑤在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转换．这种问题由于作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决． （3）爆炸模型的特点： ①爆炸现象满足动量守恒：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受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒． ②爆炸现象满足动能增加：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，所以爆炸前后系统的总动能增加． ③爆炸现象满足位置不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动． 考点一：爆炸模型与直线曲线运动模型组合的问题 题型一：爆炸模型与直线运动组合的问题 【典例1提高题】如图所示，木块A、B的质量均为m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)。让A、B以初速度v0一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，速度变为，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进。已知O、P两点间的距离为s，设炸药爆炸时释放的化学能全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求： （1）木块与水平地面间的动摩擦因数μ； （2）炸药爆炸时释放的化学能E0。 【典例1提高题对应练习】如图所示，固定在水平面上倾角为θ＝的轨道底端有与之垂直的挡板，材质和粗糙程度都相同的小物块A、B质量分别为m和2m，它们之间夹有少量炸药并一起以v0＝2 m/s的速度沿轨道匀速下滑，当A、B与挡板距离为L＝0.4 m时炸药爆炸，炸药爆炸后A的速度恰好变为零，随后物块B与挡板发生弹性碰撞，碰后物块B沿轨道上滑与A碰撞并连成一体．取g＝10 m/s2，求： （1）物块B与挡板刚碰撞后B、A的速度大小； （2）物块B与A刚碰撞后的共同速度大小v. 题型二：爆炸模型与曲线运动组合的问题 【典例2提高题】以与水平方向成60°角斜向上的初速度v0射出的炮弹，到达最高点时因爆炸分成质量分别为m和2m的两块，其中质量为2m的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行．求： (1)质量较小的那一块弹片速度的大小和方向； (2)爆炸过程中有多少化学能转化为炮弹的动能？ 考点二：爆炸模型与其他模型组合运动的问题 题型一：爆炸模型与板块模型组合运动的问题 【典例1提高题】如图所示，在光滑水平面上有一带挡板的长木板，挡板和长木板的总质量为m，木板长度为L(挡板的厚度可忽略)，挡板上固定有一个小炸药包(可视为质量不计的点)。木板左端有一质量为m(可视为质点)的滑块。滑块与木板间的动摩擦因数恒定，整个系统处于静止状态。给滑块一个水平向右的初速度v0，滑块相对木板向右运动，刚好能与小炸药包接触，接触瞬间小炸药包爆炸(此过程时间极短，爆炸后滑块与木板只在水平方向上运动，且完好无损)，滑块向左运动，最终回到木板的左端，恰与木板相对静止。求： (1)滑块与木板间的动摩擦因数； (2)小炸药包爆炸完毕时滑块和木板的速度。 题型二：爆炸模型与其他模型组合运动的问题 【典例2提高题】如图所示，光滑水平面上静止着两个滑块、，、，两滑块间夹有少量炸药，点燃炸药后其化学能全部转化为滑块、的动能，滑块向左恰好通过半圆轨道的最高点，滑块向右冲上倾角为的斜面，到达高度后返回水平面，已知半圆轨道半径，滑块B与斜面的动摩擦因数，水平面与斜面平滑连接，滑块B经此处机械能无损失，重力加速度，(，).求： (1)滑块B第一次返回水平面的速度大小； (2)炸药点燃后释放的化学能； (3)滑块A第一次通过半圆轨道克服阻力做功大小． 【典例2提高题对应练习】如图所示，光滑水平轨道MN左端与倾角θ＝37°的足够长的斜面PM连接，右端与半径为R的光滑圆弧轨道QN连接．质量分别为m1＝2 kg和m2＝3 kg的滑块A、