问题: 动量
一刚下落的炮弹在空中爆炸成质量相等的两弹片,不记空气阻力()
A两弹片一定同时落地
B两弹片落地时动能相同
C两弹片水平射程一定相等
D爆炸前后总机械能相等
请将一下为什么,谢谢
解答:
B
刚下落时竖直方向速度为0
题目没说爆炸后只有水平速度,爆炸瞬间重力的冲量可忽略,应用系统竖直方向的动量守恒:0=mv-mv
所以爆炸后两碎片竖直方向的速度大小相等,方向相反,此后分别做竖直上/下抛运动
若爆炸后两碎片竖直方向有速度,则A不正确,若竖直方向速度均为0,则A正确
又水平方向系统动量守恒,即爆炸后两碎片水平方向的速度大小相等,方向相反,
相应的,若A正确,两碎片均做平抛运动,C也正确
若A不正确,两碎片分别做初速度斜向上/下的斜抛运动,C也不正确
但由于起始时刻两碎片的竖直、水平方向速度大小均相等,所以它们的合速度的大小相等,又质量相等,所以初动能相等。下落高度相同,由动能定理:mgh=Ek'-Ek0,所以末动能Ek'必然相等,B一定正确
爆炸模型机械能不守恒,能量转化形式为炸药的化学能转化为碎片的动能,可能还伴随光能和内能(不存在“声能”的定义,声音本质上是电磁波,不是那么容易由化学能转化的),即发光、放热。想一下也知道了:爆炸瞬间重力势能不会改变,原来速度是0,初动能为0,爆炸后速度大小不为0,末动能变大,所以机械能一定变大
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