题目内容
炮竖直向上发射炮弹.炮弹的质量为M=6.0 kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出的初速度v0=60 m/s.当炮弹到达最高点时爆炸分裂为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为m=4.0 kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600 m为半径的圆周范围内,则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大?(g=10 m/s2,忽略空气阻力)
【答案】
解:炮弹上升到达最高点的高度为H,根据匀变速直线运动规律,有 v02=2gH
设质量为m的弹片刚爆炸后的速度为V,另一块的速度为v,根据动量守恒定律,
有mV=(M-m)v
设质量为m的弹片运动的时间为t,根据平抛运动规律,有 H=
gt2
R=Vt
炮弹刚爆炸后,由能量守恒定律可得:两弹片的总动能Ek=
mV2+
(M-m)v2
解以上各式得 Ek=![]()
=6.0×104 J
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