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【题目】北京时间20174211941分,中国首个货运飞船天舟一号在海南文昌发射场发射升空,并成功完成与天宫二号的对接任务.天文爱好者小张同学由此研究了火箭的原理:火箭有单级和多级之分.多级火箭是把火箭一级一级地接在一起,第一级燃料用完之后把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作.他做了以下两个方面的探究,请你帮他完成解答:

(1)如图甲是模拟单级火箭的工作过程,设光滑水平面上A、B两物体质量分别为2mm,它们之间有微量的炸药C,爆炸释放的能量为2E,求爆炸后A获得的速度vA

(2)如图乙是模拟多级火箭的过程,光滑水平面上D、F、G三个物体质量均为m,D、FF、G之间均有微量炸药P、Q,爆炸时释放的能量均为△E,通过控制使Q先爆炸,P后爆炸,求所有爆炸都发生后物体D的速度vD

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)物体AB系统所受外力的合力为零,系统动量守恒;根据动量守恒定律和能量守恒定律列式后联立求解爆炸后A获得的速度vA(2)Q爆炸过程和P爆炸过程分别运用动量守恒定律和能量守恒定律列式,联立求解所有爆炸都发生后物块D获得的速度vD

(1)单级爆炸时,取向左为正方向,由动量守恒定律得:0=2mvA-mvB

由能量守恒得:

联立解得:

(2)Q爆炸过程,取向左为正方向,由动量守恒定律得:0=2mvDF-mvG

由能量守恒得:

P爆炸过程,同理可得: 2mvDF=mvD+mvF

联立解得:

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