突破 33 动量守恒定律的应用之爆炸、反冲及“人船模型”1.爆炸的特点(1)动量守恒:由于爆炸是在极短的时间内完成的,发生爆炸时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)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)位置不变:爆炸的时间极短,因而在作用过程中,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
2.反冲(1)现象:物体的不同部分在内力的作用下向相反方向运动的现象
(2)特点:一般情况下,物体间的相互作用力(内力)较大,因此系统动量往往有以下几种情况:①动量守恒;②动量近似守恒;③某一方向上动量守恒
反冲运动中机械能往往不守恒
(3)实例:喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例
3.“人船模型”(1)模型的适用条件物体组成的系统动量守恒且系统中物体原来均处于静止状态,合动量为 0
(2)模型特点1)遵从动量守恒定律,如图所示.2)两物体的位移满足:m-M=0x 人+x 船=L即 x 人=L,x 船=Lmv 人-Mv 船=0(3)利用人船模型解题需注意两点1)条件① 系统的总动量守恒或某一方向上的动量守恒
② 构成系统的两物体原来静止,因相互作用而反向运动
③x1、x2均为沿动量方向相对于同一参考系的位移
2)解题关键是画出草图确定初、末位置和各物体位移关系
【典例 1】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 未与 B 碰撞之前,引爆了 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,以速率 v0向左运动.求:(1)炸药爆炸过程中炸药对 C 的冲量