内容正文:
新淮高级中学 2026-2027 学年度第一学期高二物理周练(1)
1. 1998年6月18日,清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验,成功“中华第一撞”,从此,我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨,在碰撞过程中,关于安全气囊的保护作用认识正确的是
A.安全气囊的作用减小了驾驶员的动量变化
B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量
C.安全气囊主要是减小了驾驶员所受冲击力
D.安全气囊延长了撞击力的作用时间,从而使得动量变化更大
【答案】C
【解析】 在碰撞过程中,人的动量的变化量是一定的,而用安全气囊后增加了作用的时间,根据动量定理 Ft = △ P 可知,可以减小驾驶员受到的冲击力,即减小了驾驶员的动量变化率.
A.安全气囊的作用减小了驾驶员的动量变化,与结论不相符,选项A错误;
B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量,与结论不相符,选项A错误;
C.安全气囊主要是减小了驾驶员所受冲击力,与结论相符,选项C正确;
D.安全气囊延长了撞击力的作用时间,从而使得动量变化更大,与结论不相符,选项D错误;
2. 甲、乙两球质量分别为、,在光滑平面上沿同一直线同向运动,速度分别为、,乙球在前,甲球在后。甲球追上乙球发生正碰后两球的速度可能为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】 A.总动量
总动能 碰撞后,甲在后速度更大,会发生二次碰撞,不符合实际,故A错误;
B.总动量,动量守恒;
总动能,动能不增加;
且,不会二次碰撞,故B正确;
C.总动量,动量不守恒,故C错误;
D.总动能,动能增加,不符合碰撞规律,故D错误。
故选B。
3. 如图为弹簧振子在t = 0到t = 4s内的振动图象,下列判断正确的是
A.在t = 2s时刻振子的振动方向向上
B.在t = 0到t = 1s时间内振子的速度减小,回复力增大
C.在t = 1s到t = 2s时间内振子的加速度和速度都增大
D.从t = 1s到t = 3s时间内振子的位移为零
【答案】B
【解析】 A .由振动图象可知, t =2s 时振子的振动方向向下,故 A 错误;
B.在t = 0到t = 1s时间内振子的位移增大,速度减小,回复力增大,故B正确;
C.在t = 1s到t = 2s时间内振子的位移减小,加速度减小,速度增大,故C错误;
D.从t = 1s到t = 3s时间内振子从正向最大位移运动到负向最大位移,位移不为零,故D错误;
故选B。
4. 图甲所示的“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成,可简化为如图乙所示模型。现固定底座B,用力向下按物块A,松手后物块A沿竖直方向做简谐运动。取向上为正方向,物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.物块A做简谐运动的回复力由弹簧弹力提供
B.时和时,物块A的位移大小相等、方向相反
C.物块A在任意内经过的路程不一定为
D.内,头部的动能与弹簧的弹性势能之和增加
【答案】C
【解析】 A.物块A做简谐运动的回复力由弹簧弹力与物块A的重力的合力提供,故A错误;
B.物块A做简谐运动,在平衡位置运动的速度最大,离平衡位置越远运动速度越小,时物块A的位移比时大;时和时,物块A的位移均为负值,方向相同,故B错误;
C.只有当物块A从平衡位置或最大位移处开始运动时,0.2s内经过的路程才为10cm,从其余位置开始运动时0.2s内路程不一定为10cm,故C正确;
D.运动过程中头部与弹簧系统机械能守恒,内,头部向上运动,头部的重力势能增大,头部的动能与弹簧的弹性势能之和减小,故D错误。
故选C。
5. 如图,质量为m的四轴无人机有四个螺旋桨。四个螺旋桨旋转共扫出的总面积为S,当四个螺旋桨同时旋转产生竖直向下的气流,可使该无人机悬停在空中某一固定位置。已知空气的密度为,重力加速度大小为g。要使无人机悬停,则螺旋桨旋转产生竖直向下的气流的速率应为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 对无人机受力分析可知
在极短时间t内,对空气列动量定理
联立解得
故选A。
6. 质量为M、长为L的均匀长木板AB,放在光滑的地面上,有一半长度伸出坡外,在木板的A端站立一质量为m的人,开始时,人与木板都处于静止状态,现让人从A端走向B端,则下列说法中正确的是( )
A.这很危险,当人行至B端时,人和板将翻下坡底
B.尚未行至B端,只要人越过坡面与地面的交点C,人和板将翻下坡底
C.不用担心,人能安全地到达B并立于B端,人、板不会翻倒
D.人能不能安全地到达B并立于B端,不能一概而论,要视M与m的关系而定
【答案】C
【解析】 地面光滑,水平方向,木板和人都只受到摩擦力作用,设向右为正,为人的速度大小,为木板速度大小,由于系统动量守恒,则有
即
如果
,则,人走到C点之前木板的B点已经到达C点,人不会掉下
m=M,则,人走到C点的时候,B端点到达C点,人也不会掉下
m<M,则,假设人能走到B点,如图所示
木板的位移为d,人的位移为,根据动量守恒
由于运动时间一样,则有
m
即
整理
根据图可知,左右各有长度的木板力矩平衡掉了,如果m的力矩大于左端2d长的木板产生的力矩,则会掉下去,小于则不会掉下去。人的力矩为
2d长度木板力矩为
联立解得,2d长度木板力矩为
则
所以人不会掉下来
ABD错误,C正确。
故选C。
7. 如图,倾角为的光滑斜面固定于水平面,一轻弹簧上端固定在斜面顶端,下端连接质量为2m的小球A,质量为m的小球B与A用细线连接,系统处于静止状态。弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。现将细线剪断,小球A振动到最高点时弹簧的形变量大小为( )
A. B. C. D.0
【答案】A
【解析】 未剪断细绳时,系统处于静止状态,将小球A、B看作一个整体,受力分析得
解得此时弹簧的拉伸量 剪断细绳后,小球A做简谐运动,处于平衡位置时受力平衡,可得 解得此时弹簧的拉伸量 平衡位置、最低点、最高点和弹簧原长的位置关系如图所示。
小球A做简谐运动的振幅 小球A振动到最高点时弹簧的形变量大小 故选A。
8. 如图所示,放在光滑水平地面上的小车质量为M,它两端各有弹性挡板P和Q,车内表面动摩擦因数为μ.质量为m的物体放在车上,在极短时间内给物体施加向右的冲量I,物体与Q作弹性碰撞,后又返回,再与P做弹性碰撞,这样物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后,最终物体的速度为( )
A.0 B. C. D.无法确定
【答案】C
【解析】 由题意可知
I=mv0
根据动量守恒定律可知
mv0=(M+m)v
解得
故选C。
9. 如图,光滑水平面上放着截面为半圆形的光滑凹槽M与物体N,两者不粘连,凹槽半径为,小球、凹槽M和物体N三者质量相同。小球从图示位置由静止释放,下列说法正确的是( )
A.小球与M、N组成的系统动量守恒 B.当小球运动到最低点时M、N分离
C.当小球运动到最低点时M的位移为 D.小球运动到圆弧左侧最高点时的对地速度为零
【答案】B
【解析】 A.小球与凹槽M、物体N所组成的系统在水平方向上合外力为0,水平方向动量守恒;竖直方向合外力不为0,竖直方向动量不守恒,故A错误;
B.当小球运动到最低点前,M、N一起向右运动,到最低点之后,M受到小球斜向左的压力做减速运动,所以在最低点时M、N分离,故B正确;
C.小球运动到最低点的过程,根据动量守恒有, 解得M向右运动的位移,故C错误;
D.在最低点时小球与M具有水平方向的速度,与N分离之后,小球与M、N在水平方向上动量守恒,小球沿圆弧向左运动到最高点时与M具有共同的水平速度,由于N的速度不为零,因此小球和M的速度不为零,故D错误。
故选B。
10. 如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为0.98kg和2kg的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上,一颗质量为0.02kg的子弹C以速度射入物块A并留在A中,以此刻为计时起点,两物块A(含子弹C)、B的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像信息分析可知,下列说法中不正确的是( )
A.子弹C射入物块A的速度为 B.以A、B、C及弹簧为系统,机械能不守恒
C.在时刻弹簧一定处于原长状态 D.在时间内,弹簧的最大弹性势能为10J
【答案】D
【解析】 A.以向右为正方向,根据动量守恒定律得
解得 即子弹C射入物块A的速度v0为300m/s,故A正确;
B.子弹射入木块A时系统产生内能,则以A、B、C及弹簧为系统,机械能不守恒,B正确;
C.由速度随时间变化的规律可得在t1时刻弹簧被压缩到最短,在t2时刻弹簧为原长,t3时刻弹簧伸长最长,故C正确;
D. 在t1~t4时间内,t3时刻弹簧最长,弹簧的弹性势能最大,弹簧的最大弹性势能为,故D错误。
此题选择不正确的,故选D。
11. 如图所示,弹性绳一端系于A点,绕过固定在B处的光滑小滑轮,右端与套在粗糙竖直固定杆M处的小球相连,此时ABM在同一水平线上,弹性绳原长自然长度为AB。小球从M点由静止释放,到达N点时速度恰好为零,P为MN的中点,弹性绳的弹力与其伸长量成正比,且始终处在弹性限度内,杆与小球间的动摩擦因数一定,则此过程中关于小球下列说法错误的是( )
A.受到的4个力的作用 B.受到的摩擦力逐渐增大
C.在P点时重力的瞬时功率最大 D.在MP过程损失的机械能比在PN过程的小
【答案】B
【解析】 A.小球受到重力、弹性绳的弹力、竖直杆的支持力和摩擦力,共四个力的作用,A正确,不符合题意;
B.设初始状态时弹簧的伸长量为x,由胡克定律和平衡条件可知小球受到的支持力为
设弹性绳与竖直杆的夹角为θ时弹性绳的伸长量为L,如图所示,此时弹性绳的弹力为
小球受到的支持力为
可知小球向下滑动的过程中,受到杆的支持力不变,因动摩擦因数一定,所以摩擦力不变,B错误,符合题意;
C.弹性绳的弹力在竖直方向的分力
设小球从M到N下落的高度为h,由动能定理可得
设在距离M点y处速度最大,由动能定理可得
由数学知识可知当
时动能最大,即速度最大,由
可知此时重力的功率有最大值,C正确,不符合题意;
D.在MP过程小球克服摩擦力做的功等于PN过程小球克服摩擦力做的功,这两个阶段小球克服弹性绳做功不同,由于弹性绳的弹力沿竖直方向的分力越来越大,可知小球在MP过程克服弹性绳做功小于在PN过程克服弹性绳做功,因此在MP过程损失的机械能比在PN过程的小,D正确,不符合题意。
故选B。
12. 为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,两滑块上均固定有宽度为的挡光片。
(1) 实验前,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平,可调节使轨道右端 (选填“升高”或“降低”)一些。
【答案】降低
【解析】 实验前,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,说明右边偏高。为使导轨水平,可调节使轨道右端降低一些。
(2) 若要求碰撞过程动能损失较小,碰撞端应选择
【答案】乙
【解析】 因为要求碰撞过程动能损失较小,应选择弹性碰撞,乙图中两滑块的碰撞端是弹性碰撞装置,所以选乙。
(3) 选用第(2)问的器材,滑块A(含遮光条)的质量为,滑块B(含遮光条)的质量为,且。将滑块B静置于两光电门之间,将滑块A静置于光电门1右侧,推动A,使其获得水平向左的速度,经过光电门1的挡光时间为,与B发生碰撞,电门2记录了两组挡光时间为、,且,则碰撞后滑块A的挡光时间为 ,滑块A、B碰撞过程若满足表达式 (用题中所测物理量表达),则说明碰撞过程中动量守恒。
【答案】;
【解析】 [1][2]因为,碰撞后滑块A不会反弹,滑块A的速度小于滑块B的速度,根据可知滑块A通过遮光片的时间大于滑块B通过遮光片的时间,即碰撞后滑块A的挡光时间为;
若碰撞过程动量守恒,取向左为正方向,有 整理
(4) 若实验过程中滑块A上的遮光片稍微向左倾斜,则对实验结果 (选填“有影响”或“无影响”),原因是 。
【答案】有影响;A的遮光距离变大,使得A的测量速度偏小
【解析】 [1][2]若实验过程中滑块A上的遮光片稍微向左倾斜,则对实验结果有影响,原因是A的遮光距离变大,使得A的测量速度偏小。
13. 一做简谐运动的弹簧振子的振动图像如图所示,请根据图像,求:
(1)用正弦函数表示的该振子的振动方程;
(2)该振子在0 ~ 15s内通过的路程。
【答案】(1)或;(2)0.6m
【解析】 (1)简谐运动的振幅为
A = 4cm
t = 0时
cm
解得
用正弦函数表示该振子的振动方程
或
(2)由于
t = 0时振子位于位移最大处,则接下来的内通过的路为3A,振子二个周期内通过的路程为4A则振子在0 ~ 15s内通过的路程
14. 采摘榴莲作业中,树上工人将质量的榴莲由静止自由释放,榴莲竖直下落距离后,树下工人展开软布承接。软布因榴莲的冲击力自动卷起,包裹住榴莲。从榴莲接触软布到减速为零经过。忽略空气阻力,已知重力加速度,求:
(1) 榴莲接触软布瞬间的动量和动能大小;
【答案】;
【解析】 榴莲接触软布前做自由落体运动,有
代入题中已知数据,求得 接触软布瞬间的动量大小 动能
(2) 软布对榴莲的平均作用力大小:
【答案】300N
【解析】 榴莲接触软布后,取竖直向上为正方向,由动量定理有
代入数据,解得软布对榴莲的平均作用力大小
15. 如图甲所示的弹簧振子沿竖直方向做简谐运动。从某一时刻开始计时,规定竖直向上为正方向,得到弹簧对小球的弹力F与运动时间t的关系图像如图乙所示,若重力加速度为g,弹簧振子的振幅为A,图像的坐标值为已知量,求:
(1) 小球的质量;
【答案】
【解析】 小球做简谐运动,利用对称性,根据牛顿第二定律,小球在最高点有
小球在最低点有
解得
(2) 从计时开始,弹簧振子的振动方程;
【答案】或
【解析】 利用简谐运动的对称性,由题图乙可知
解得 t=0时刻小球所受弹力最大,方向竖直向上,所以小球处于最低点,则弹簧振子的振动方程为 也可表示为
(3) 从计时开始到13t0时,小球运动的路程。
【答案】39A
【解析】 结合上述可知
则小球的路程为s=9×4A+3A=39A
16. “东风夜放花千树,更吹落、星如雨。”出自宋代辛弃疾《青玉案・元夕》,描述了烟花绽放后如流星雨般洒落人间的壮丽场面。烟花弹的燃放过程可简化为以下模型:发射烟花弹时,在发射装置中的黑火药瞬间燃烧产生大量高压气体,快速推动烟花弹向高空飞出,如图所示。当烟花弹在空中上升到最高点时爆炸成A、B两块。假设某次烟花燃放过程中,火药点燃后,经过t=0.01 s烟花弹被发射出去,当烟花弹上升到h=45 m时达到最高点且发生了爆炸,炸成质量为、的A、B两块。爆炸释放的能量E=270 J,且有转化为A、B两块的动能。发射装置的长度相比烟花上升的高度可以被忽略,爆炸时间极短,不计空气阻力和烟花弹中火药质量,g取。求:
(1) 烟花弹离开发射装置瞬间的速度大小;
【答案】
【解析】 竖直上抛运动,最高点速度为 0,由运动学公式:
代入数据解得
(2) 在发射装置中烟花弹所受高压气体的平均冲击力大小F;
【答案】
【解析】 烟花总质量:
对发射过程用动量定理,取向上为正: 解得
(3) 烟花弹在空中爆炸后的瞬间,A、B两块的速度大小和。
【答案】,
【解析】 爆炸转化的动能:
则有 爆炸过程系统满足动量守恒 解得,
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一. 单项选择题:每小题只有一个选项符合题意(本题共 11 小题,每小题 4 分,共 44 分)
1. 1998年6月18日,清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验,成功“中华第一撞”,从此,我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨,在碰撞过程中,关于安全气囊的保护作用认识正确的是
A.安全气囊的作用减小了驾驶员的动量变化
B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量
C.安全气囊主要是减小了驾驶员所受冲击力
D.安全气囊延长了撞击力的作用时间,从而使得动量变化更大
2. 甲、乙两球质量分别为、,在光滑平面上沿同一直线同向运动,速度分别为、,乙球在前,甲球在后。甲球追上乙球发生正碰后两球的速度可能为( )
A.,
B.,
C.,
D.,
3. 如图为弹簧振子在t = 0到t = 4s内的振动图象,下列判断正确的是
A.在t = 2s时刻振子的振动方向向上
B.在t = 0到t = 1s时间内振子的速度减小,回复力增大
C.在t = 1s到t = 2s时间内振子的加速度和速度都增大
D.从t = 1s到t = 3s时间内振子的位移为零
4. 图甲所示的“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成,可简化为如图乙所示模型。现固定底座B,用力向下按物块A,松手后物块A沿竖直方向做简谐运动。取向上为正方向,物块A的位移随时间的变化规律如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.物块A做简谐运动的回复力由弹簧弹力提供
B.时和时,物块A的位移大小相等、方向相反
C.物块A在任意内经过的路程不一定为
D.内,头部的动能与弹簧的弹性势能之和增加
5. 如图,质量为m的四轴无人机有四个螺旋桨。四个螺旋桨旋转共扫出的总面积为S,当四个螺旋桨同时旋转产生竖直向下的气流,可使该无人机悬停在空中某一固定位置。已知空气的密度为,重力加速度大小为g。要使无人机悬停,则螺旋桨旋转产生竖直向下的气流的速率应为( )
A. B. C. D.
6. 质量为M、长为L的均匀长木板AB,放在光滑的地面上,有一半长度伸出坡外,在木板的A端站立一质量为m的人,开始时,人与木板都处于静止状态,现让人从A端走向B端,则下列说法中正确的是( )
A.这很危险,当人行至B端时,人和板将翻下坡底
B.尚未行至B端,只要人越过坡面与地面的交点C,人和板将翻下坡底
C.不用担心,人能安全地到达B并立于B端,人、板不会翻倒
D.人能不能安全地到达B并立于B端,不能一概而论,要视M与m的关系而定
7. 如图,倾角为的光滑斜面固定于水平面,一轻弹簧上端固定在斜面顶端,下端连接质量为2m的小球A,质量为m的小球B与A用细线连接,系统处于静止状态。弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。现将细线剪断,小球A振动到最高点时弹簧的形变量大小为( )
A. B. C. D.0
8. 如图所示,放在光滑水平地面上的小车质量为M,它两端各有弹性挡板P和Q,车内表面动摩擦因数为μ.质量为m的物体放在车上,在极短时间内给物体施加向右的冲量I,物体与Q作弹性碰撞,后又返回,再与P做弹性碰撞,这样物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后,最终物体的速度为( )
A.0 B. C. D.无法确定
9. 如图,光滑水平面上放着截面为半圆形的光滑凹槽M与物体N,两者不粘连,凹槽半径为,小球、凹槽M和物体N三者质量相同。小球从图示位置由静止释放,下列说法正确的是( )
A.小球与M、N组成的系统动量守恒
B.当小球运动到最低点时M、N分离
C.当小球运动到最低点时M的位移为
D.小球运动到圆弧左侧最高点时的对地速度为零
10. 如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为0.98kg和2kg的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上,一颗质量为0.02kg的子弹C以速度射入物块A并留在A中,以此刻为计时起点,两物块A(含子弹C)、B的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像信息分析可知,下列说法中不正确的是( )
A.子弹C射入物块A的速度为
B.以A、B、C及弹簧为系统,机械能不守恒
C.在时刻弹簧一定处于原长状态
D.在时间内,弹簧的最大弹性势能为10J
11. 如图所示,弹性绳一端系于A点,绕过固定在B处的光滑小滑轮,右端与套在粗糙竖直固定杆M处的小球相连,此时ABM在同一水平线上,弹性绳原长自然长度为AB。小球从M点由静止释放,到达N点时速度恰好为零,P为MN的中点,弹性绳的弹力与其伸长量成正比,且始终处在弹性限度内,杆与小球间的动摩擦因数一定,则此过程中关于小球下列说法错误的是( )
A.受到的4个力的作用
B.受到的摩擦力逐渐增大
C.在P点时重力的瞬时功率最大
D.在MP过程损失的机械能比在PN过程的小
二. 实验题:本题共 1 小题,共计 15 分. 请将解答写在答题卡相应的位置
12. 为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图所示的实验装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,两滑块上均固定有宽度为的挡光片。
(1) 实验前,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,使它从轨道右端向左运动,发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平,可调节使轨道右端 (选填“升高”或“降低”)一些。
(2) 若要求碰撞过程动能损失较小,碰撞端应选择
(3) 选用第(2)问的器材,滑块A(含遮光条)的质量为,滑块B(含遮光条)的质量为,且。将滑块B静置于两光电门之间,将滑块A静置于光电门1右侧,推动A,使其获得水平向左的速度,经过光电门1的挡光时间为,与B发生碰撞,电门2记录了两组挡光时间为、,且,则碰撞后滑块A的挡光时间为 ,滑块A、B碰撞过程若满足表达式 (用题中所测物理量表达),则说明碰撞过程中动量守恒。
(4) 若实验过程中滑块A上的遮光片稍微向左倾斜,则对实验结果 (选填“有影响”或“无影响”),原因是 。
三. 解答题。本题共 4 小题,共计 41 分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(6分)一做简谐运动的弹簧振子的振动图像如图所示,请根据图像,求:
(1)用正弦函数表示的该振子的振动方程;
(2)该振子在0 ~ 15s内通过的路程。
14. (8分)采摘榴莲作业中,树上工人将质量的榴莲由静止自由释放,榴莲竖直下落距离后,树下工人展开软布承接。软布因榴莲的冲击力自动卷起,包裹住榴莲。从榴莲接触软布到减速为零经过。忽略空气阻力,已知重力加速度,求:
(1) 榴莲接触软布瞬间的动量和动能大小;
(2) 软布对榴莲的平均作用力大小:
15. (12分)如图甲所示的弹簧振子沿竖直方向做简谐运动。从某一时刻开始计时,规定竖直向上为正方向,得到弹簧对小球的弹力F与运动时间t的关系图像如图乙所示,若重力加速度为g,弹簧振子的振幅为A,图像的坐标值为已知量,求:
(1) 小球的质量;
(2) 从计时开始,弹簧振子的振动方程;
(3) 从计时开始到13t0时,小球运动的路程。
16. (15分)“东风夜放花千树,更吹落、星如雨。”出自宋代辛弃疾《青玉案・元夕》,描述了烟花绽放后如流星雨般洒落人间的壮丽场面。烟花弹的燃放过程可简化为以下模型:发射烟花弹时,在发射装置中的黑火药瞬间燃烧产生大量高压气体,快速推动烟花弹向高空飞出,如图所示。当烟花弹在空中上升到最高点时爆炸成A、B两块。假设某次烟花燃放过程中,火药点燃后,经过t=0.01 s烟花弹被发射出去,当烟花弹上升到h=45 m时达到最高点且发生了爆炸,炸成质量为、的A、B两块。爆炸释放的能量E=270 J,且有转化为A、B两块的动能。发射装置的长度相比烟花上升的高度可以被忽略,爆炸时间极短,不计空气阻力和烟花弹中火药质量,g取。求:
(1) 烟花弹离开发射装置瞬间的速度大小;
(2) 在发射装置中烟花弹所受高压气体的平均冲击力大小F;
(3) 烟花弹在空中爆炸后的瞬间,A、B两块的速度大小和。
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