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高中物理人教版:选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》
单元检测试卷(单元基础卷)
(
条形码
粘贴
区
域
) 学校:
试卷类型:A B
缺考标记(考生禁止填涂)
班级: (
)
姓名:
考号:
(
注
意
事
项
1
、答题前,考生须准确填写自己
的
姓名、准考证号,并认真核准条形码上的姓名、
准考证号。
2
、
第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂,第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色
墨水签字笔书写,涂写要工整、清晰。
3、按照题号在对应的答题区域内作答,超出各题答题区域的答案无效,在草稿纸、
试卷上作答无效。
4、保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
填
涂
样
例
正确填涂
■
)
(
选择题
1
[A] [B] [C] [D]
6
[A] [B] [C] [D]
2
[A] [B] [C] [D]
7
[A] [B] [C] [D]
3
[A] [B] [C] [D]
8
[A] [B] [C] [D]
4
[A] [B] [C] [D]
9
[A] [B] [C] [D]
5
[A] [B] [C] [D]
10
[A] [B] [C] [D]
非选择题
三.填空题(共2题,共19分)
11.
12. (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
)
(
请在各题目的答题区域内作答
,
超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
)
(
请在各题目的答题区域内作答
,
超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
) (
13 (12分)
14.(12分)
15.(14分)
)
(
请在各题目的答题区域内作答
,
超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
)
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高中物理人教版:选择性必修第一册
第一章《动量守恒定律》单元检测试卷(单元基础卷)
考试范围:《动量守恒动量》 考试时间: 75分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1、 单项选择题(共计7题,每小题4分,共计28分)
1.一人静止于光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列说法中可行的是( )
A.向后踢腿
B.向后甩手
C.脱下衣服或鞋子水平抛出
D.脱下衣服或鞋子竖直向上抛出
2.交通管理法规定:骑摩托车必须戴好头盔,这样做的目的是保护交通安全事故中的车手,理由是( )
A.减小头部的冲量,起到安全作用
B.延长头部与硬物接触时间,从而减小冲力,起到保护作用
C.减小头部的速度变化使人安全
D.减小头部的动量变化量,起到安全作用
3.甲、乙两物体的质量之比是1∶4,下列说法正确的是( )
A.如果它们的动量大小相等,则甲、乙的动能之比是1∶4
B.如果它们的动量大小相等,则甲、乙的动能之比是2∶1
C.如果它们的动能相等,则甲、乙的动量大小之比是1∶2
D.如果它们的动能相等,则甲、乙的动量大小之比是1∶4
4.一质量为m的铁锤,以速度v竖直打在木桩上,经过Δt时间后停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )
A.mgΔt B.
C.+mg D.-mg
5.如图所示,5个小球B、C、D、E、F并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E四个小球质量相等,而F球质量小于B球质量,A球的质量等于F球质量,A球以速度v0向B球运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,则碰撞之后( )
A.5个小球静止,1个小球运动
B.4个小球静止,2个小球运动
C.3个小球静止,3个小球运动
D.6个小球都运动
6.滑板运动是年轻人喜爱的一种运动。如图所示,质量为m1=50 kg的年轻人站在质量为m2=5 kg的滑板上,年轻人和滑板都处于静止状态,年轻人沿水平方向向前跃出,离开滑板的速度为v=1 m/s。不考虑滑板与地面之间的摩擦,此时滑板的速度大小是( )
A. m/s B.10 m/s
C. m/s D. m/s
7.光滑水平面上滑块A与滑块B在同一条直线上发生碰撞,它们运动的位移x与时间t的关系图像如图所示,已知滑块A的质量为1 kg,碰撞时间不计,则滑块B的质量为( )
A.1 kg B.2 kg C.3 kg D.4 kg
2、 多项选择题(共计3题,每小题5分,选对但不全得3分,错选不得分,共计15分)
8.质量为3 kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2 m/s变成6 m/s,那么在此过程中,动量变化量的大小可能是( )
A.4 kg·m/s B.12 kg·m/s
C.20 kg·m/s D.24 kg·m/s
9.如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,一直沿水平面向右匀速运动,重力加速度为g。关于物体在时间t内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A.重力的冲量大小为mgt
B.物体所受合力的冲量为0
C.拉力F的冲量大小为Ftcos θ
D.摩擦力的冲量大小为Ftsin θ
10.如图所示,弹簧一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量为2m的小球从槽高h处自由下滑,则下列说法正确的是( )
A.在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向上动量守恒
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统机械能守恒
C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球和槽组成的系统机械能守恒,小球能回到槽高h处
3、 填空题(共计2题,共计19分)
11.(5分)用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度为9.0 mm,两滑块被滑块间的弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧光电门的时间为0.040 s,右侧滑块通过右侧光电门的时间为0.060 s,左侧滑块质量为100 g,左侧滑块的m1v1=________g·m/s,右侧滑块质量为150 g,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2=________。
12.(14分)如图甲所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。如图乙所示,M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1________m2(选填“>”“=”或“<”);除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是________。
A.秒表,天平
B.天平,刻度尺
C.秒表,刻度尺
D.天平,打点计时器
(2)下列说法中正确的有________。
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.实验过程中,复写纸可以移动,白纸不能移动
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(3)在某次实验中,测量出两个小球的质量m1、m2。记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系式______________________,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒;
(4)实验中小球斜槽之间存在摩擦力,这对实验结果________(选填“有”或“没有”)影响。为什么?______________________________________________________________________。
(5)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板,使小球A仍从斜槽上C点由静止滚下,重复上述实验的操作,得到两球落在木板上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量木板上与点B等高的点B′到M、P、N三点的高度差分别为L1、L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________________(用所测物理量的字母表示)。
四、解答题(共计3题,共计38分)
13.(12分)如图,用0.5 kg的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度为4 m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01 s,g取10 m/s2。
(1)不计铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
14. (12分)如图所示,质量为mB的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一质量为mA的物体A,一颗质量为m0的子弹以初速度v0水平射入物体A,射穿A后速度变为v,子弹穿过物体A的时间极短。已知A、B之间的动摩擦因数不为零,且A与B最终达到相对静止。求:
(1)子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度vA;
(2)平板车B和物体A的最终速度v共(设车身足够长)。
15(14分)如图所示,光滑水平面上有三个滑块A、B、C,质量关系是mA=mC=m、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以速度v0正对B向右运动,在A与B碰撞之前,引爆B、C间的炸药,炸药爆炸后B与A迎面碰撞,最终A与B粘在一起,以速度v0向左运动。
(1)(7分)求炸药爆炸过程中炸药对C的冲量大小;
(2)(8分)炸药的化学能有多少转化为机械能?
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高中物理人教版:选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》单元检测试卷(单元基础卷)
考试范围:《动量守恒动量》 考试时间: 75分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1、 单项选择题(共计7题,每小题4分,共计28分)
1.一人静止于光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列说法中可行的是( )
A.向后踢腿
B.向后甩手
C.脱下衣服或鞋子水平抛出
D.脱下衣服或鞋子竖直向上抛出
2.交通管理法规定:骑摩托车必须戴好头盔,这样做的目的是保护交通安全事故中的车手,理由是( )
A.减小头部的冲量,起到安全作用
B.延长头部与硬物接触时间,从而减小冲力,起到保护作用
C.减小头部的速度变化使人安全
D.减小头部的动量变化量,起到安全作用
3.甲、乙两物体的质量之比是1∶4,下列说法正确的是( )
A.如果它们的动量大小相等,则甲、乙的动能之比是1∶4
B.如果它们的动量大小相等,则甲、乙的动能之比是2∶1
C.如果它们的动能相等,则甲、乙的动量大小之比是1∶2
D.如果它们的动能相等,则甲、乙的动量大小之比是1∶4
4.一质量为m的铁锤,以速度v竖直打在木桩上,经过Δt时间后停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )
A.mgΔt B.
C.+mg D.-mg
5.如图所示,5个小球B、C、D、E、F并排放置在光滑的水平面上,B、C、D、E四个小球质量相等,而F球质量小于B球质量,A球的质量等于F球质量,A球以速度v0向B球运动,所发生的碰撞均为弹性碰撞,则碰撞之后( )
A.5个小球静止,1个小球运动
B.4个小球静止,2个小球运动
C.3个小球静止,3个小球运动
D.6个小球都运动
6.滑板运动是年轻人喜爱的一种运动。如图所示,质量为m1=50 kg的年轻人站在质量为m2=5 kg的滑板上,年轻人和滑板都处于静止状态,年轻人沿水平方向向前跃出,离开滑板的速度为v=1 m/s。不考虑滑板与地面之间的摩擦,此时滑板的速度大小是( )
A. m/s B.10 m/s
C. m/s D. m/s
7.光滑水平面上滑块A与滑块B在同一条直线上发生碰撞,它们运动的位移x与时间t的关系图像如图所示,已知滑块A的质量为1 kg,碰撞时间不计,则滑块B的质量为( )
A.1 kg B.2 kg C.3 kg D.4 kg
2、 多项选择题(共计3题,每小题5分,选对但不全得3分,错选不得分,共计15分)
8.质量为3 kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2 m/s变成6 m/s,那么在此过程中,动量变化量的大小可能是( )
A.4 kg·m/s B.12 kg·m/s
C.20 kg·m/s D.24 kg·m/s
9.如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,一直沿水平面向右匀速运动,重力加速度为g。关于物体在时间t内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A.重力的冲量大小为mgt
B.物体所受合力的冲量为0
C.拉力F的冲量大小为Ftcos θ
D.摩擦力的冲量大小为Ftsin θ
10.如图所示,弹簧一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量为2m的小球从槽高h处自由下滑,则下列说法正确的是( )
A.在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向上动量守恒
B.在下滑过程中,小球和槽组成的系统机械能守恒
C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球和槽组成的系统机械能守恒,小球能回到槽高h处
3、 填空题(共计2题,共计19分)
11.(5分)用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度为9.0 mm,两滑块被滑块间的弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧光电门的时间为0.040 s,右侧滑块通过右侧光电门的时间为0.060 s,左侧滑块质量为100 g,左侧滑块的m1v1=________g·m/s,右侧滑块质量为150 g,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2=________。
12.(14分)如图甲所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。如图乙所示,M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
(1)在这个实验中,为了尽量减小实验误差,两个小球的质量应满足m1________m2(选填“>”“=”或“<”);除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是________。
A.秒表,天平
B.天平,刻度尺
C.秒表,刻度尺
D.天平,打点计时器
(2)下列说法中正确的有________。
A.安装轨道时,轨道末端必须水平
B.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C.实验过程中,复写纸可以移动,白纸不能移动
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(3)在某次实验中,测量出两个小球的质量m1、m2。记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系式______________________,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒;
(4)实验中小球斜槽之间存在摩擦力,这对实验结果________(选填“有”或“没有”)影响。为什么?______________________________________________________________________。
(5)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板,使小球A仍从斜槽上C点由静止滚下,重复上述实验的操作,得到两球落在木板上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量木板上与点B等高的点B′到M、P、N三点的高度差分别为L1、L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________________(用所测物理量的字母表示)。
四、解答题(共计3题,共计38分)
13.(12分)如图,用0.5 kg的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度为4 m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01 s,g取10 m/s2。
(1)不计铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
14. (12分)如图所示,质量为mB的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一质量为mA的物体A,一颗质量为m0的子弹以初速度v0水平射入物体A,射穿A后速度变为v,子弹穿过物体A的时间极短。已知A、B之间的动摩擦因数不为零,且A与B最终达到相对静止。求:
(1)子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度vA;
(2)平板车B和物体A的最终速度v共(设车身足够长)。
11.(14分)如图所示,光滑水平面上有三个滑块A、B、C,质量关系是mA=mC=m、mB=。5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以速度v0正对B向右运动,在A与B碰撞之前,引爆B、C间的炸药,炸药爆炸后B与A迎面碰撞,最终A与B粘在一起,以速度v0向左运动。
(1)(7分)求炸药爆炸过程中炸药对C的冲量大小;
(2)(8分)炸药的化学能有多少转化为机械能?
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高中物理人教版:选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》
单元检测试卷(单元基础卷)
一、单项选择题(共计7题,每小题4分,共计28分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
B
C
C
C
B
C
1. C
解析 以人整体为研究对象,向后踢腿或向后甩手,人整体的总动量为零,不会运动起来,故A、B错误;把人和衣服、鞋子视为一个整体,这个整体动量为零,人给衣服或鞋子一个水平速度,总动量不变,所以人有一个反向的速度,可以离开冰面;人给衣服或鞋子一个竖直方向的速度,水平方向的总动量仍然等于零,所以人仍然静止,不能离开冰面,故C正确,D错误。
2. B
解析 戴和不戴头盔,头部的速度变化相同,则动量变化量相同,根据动量定理可知受到的冲量也相同,而戴头盔能够延长头部与硬物的接触时间,根据FΔt=Δp可知,可以减小冲力,从而起到保护作用,故B正确,A、C、D错误。
3. C
解析 当两物体动量大小相等时,由Ek=可知,Ek∝,甲、乙质量之比为1∶4,则动能之比为4∶1;当两物体动能相等时,由p=可知,p∝,则甲、乙动量之比为1∶2,故选C。
4. C
解析 对铁锤应用动量定理,设木桩对铁锤的平均作用力为F,以向上为正方向,则有(F-mg)Δt=0-(-mv),解得F=+mg,由牛顿第三定律,铁锤对木桩的平均冲力大小为+mg,故选C。
5. C
解析 由题知mA<mB,则A、B两球相碰后球A速度方向向左,球B向右运动。
球B、C、D、E质量相等,弹性碰撞后,不断交换速度,最终E有向右的速度,B、C、D静止。
由于mE>mF,则E、F两球都向右运动。故C正确。
6. B
解析 不考虑滑板与地面之间的摩擦,对于年轻人和滑板构成的系统动量守恒,取年轻人沿水平方向向前跃出的方向为正,设滑板的速度大小为v′,则0=m1v-m2v′,解得v′=10 m/s,故B正确。
7. C
解析 因x-t图像的斜率表示速度,由图像可知,碰前A的速度为vA1= m/s=4 m/s,碰前B的速度为零,碰后A的速度为vA2= m/s=-2 m/s,碰后B的速度为vB2= m/s=2 m/s,根据动量守恒定律mAvA1=mAvA2+mBvB2,解得mB=3 kg,故选C。
二、多项选择题(共计3题,每小题5分,选对但不全得3分,错选不得分,共计15分)
题号
8
9
10
答案
BD
AB
ABC
8. BD
解析 若两速度方向相同,则动量的变化量为Δp=mvt-mv0=3×6 kg·m/s-3×2 kg·m/s=12 kg·m/s,若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化量为Δp′=mvt-mv0=3×6 kg·m/s-(-3×2) kg·m/s=24 kg·m/s,故选B、D。
9. AB
解析 由冲量的定义可知重力的冲量大小IG=mgt,A正确;物体做匀速直线运动,故合力为0,则合力的冲量为0,B正确;拉力F的冲量大小IF=Ft,C错误;由平衡条件可得摩擦力的大小Ff=Fcos θ,则摩擦力的冲量大小为If=Fft=Ftcos θ,D错误。
10. ABC
解析 槽和地面接触面光滑,则小球在下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向上所受合外力为零,则水平方向上动量守恒,选项A正确;在下滑过程中,小球和槽组成的系统只有重力做功,则机械能守恒,选项B正确;选向左为正方向,球下滑到底端时由动量守恒定律可知mv1-2mv2=0,解得v1=2v2,球被弹簧反弹后,小球的速度小于槽的速度,小球不能再次追上斜槽,因地面光滑,则小球和槽都做速率不变的直线运动,选项C正确,D错误。
3、 填空题(共计2题,共计19分)
题号
11
答案
11. 22.5 0
解析 以水平向左为正方向,左侧滑块的速度为
v1== m/s=0.225 m/s
则m1v1=100 g×0.225 m/s=22.5 g·m/s
右侧滑块的速度为
v2=-=- m/s=-0.15 m/s
则m2v2=150×(-0.15) g·m/s=-22.5 g·m/s
由以上分析知,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2=0。
题号
12
答案
12. (1)> B (2)ACD (3)m1·OP=m1·OM+m2·ON (4)没有 小球每次都是从同一高度释放,克服摩擦力做的功相同,碰到小球速度相同
(5)=+
解析(3)若两球相碰前后的动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
m1v0=m1v1+m2v2
又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t
代入得m1OP=m1OM+m2ON
(4)实验中小球斜槽之间存在摩擦力,这对实验结果没有影响。是因为小球每次都是从同一高度释放,克服摩擦力做的功相同,碰前小球速度相同;
(5)碰撞前,小球A落在题图丙中的P点,设其水平初速度为v1,小球A和B发生碰撞后,A的落点在题图丙中M点,设其水平初速度为v1′,B的落点是题图丙中的N点,设其水平初速度为v2,设BB′间距离为x,由平抛运动规律得
L2=gt2,x=v1t
解得v1=x
同理可得v1′=x,v2=x
若碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
m1v1=m1v1′+m2v2
整理得=+。
四、解答题(共计3题,共计38分)
题号
13
答案
13. (1)200 N (2)205 N
解析 (1)若不计铁锤所受的重力,该钉子对铁锤的平均作用力大小为F,
根据动量定理有-FΔt=0-mv, (3分)
解得F=200 N。 (2分)
由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为200 N。 (1分)
(2)若考虑铁锤所受的重力,则有(mg-F′)Δt=0-mv, (3分)
解得F′=205 N。 (2分)
由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为205 N。 (1分)
题号
14
答案
14.(1) (2)
解析 (1)子弹穿过物体A的过程中,外力远小于内力,子弹和物体A组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得
m0v0=m0v+mAvA (3分)
解得vA=。 (3分)
(2)在子弹穿过物体A后,对物体A和平板车B,以A的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
mAvA=(mA+mB)v共 (3分)
解得v共=。 (3分)
题号
15
答案
15.(1)mv0 (2)mv02
解析 (1)全过程中A、B、C组成的系统动量守恒,设向右为正方向。
mAv0=-(mA+mB)v0+mCvC (3分)
炸药对C的冲量:I=mCvC-0, (2分)
解得I=mv0 (2分)
(2)炸药爆炸过程中B和C组成的系统动量守恒,设向右为正方向,
有mCvC-mBvB=0 (3分)
根据能量守恒定律:ΔE=mBvB2+mCvC2 (2分)
解得ΔE=mv02。 (2分)
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