题目内容

【题目】在水平地而的某点斜向上成60°抛出一物体,在物体速度方向刚变为水平方向时,在极短时间内炸裂成a、b两块。已知物体离开地而的速率为2,a块的速度方向与刚炸裂时物块的方向相同。在不计空气阻力的情况下,则( )

A. b的速度方向一定与炸裂时物块的方向相反

B. a、b均做平抛运动,且一定同时到达地面

C. a的平抛初速一定大于ν0,b的平抛初速一定小于ν0

D. 炸裂过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量一定相同

【答案】B

【解析】

当物体的速度沿水平方向炸裂成a、b两块时,其中a的速度方向仍沿原来的方向,根据动量守恒定律判断可知b运动方向一定沿水平方向或b的速度为0,a、b可能均做平抛运动,高度相同,运动时间相同,同时到达地面.在炸裂过程中,a、b间相互作用力大小相等,作用时间相等,冲量大小一定相等.

炸裂前,物体做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动。物体的初速度与水平方向之间的夹角是60°,则沿水平方向的初速度:vx=2v0cos60°=v0,即物体在最高点的速度大小为v0.刚炸裂时,a块的速度方向与刚炸裂时物体的方向相同,在爆炸内力作用下a的速度一定大于v0.取炸裂前物体的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:(ma+mb)v0=mava+mbvb,因为va>v0,所以,vb可能为0,也可能为负,即b的速度可能为零,也可能速度方向与炸裂时物块的方向相反,故A错误。在炸裂过程中,由于重力远小于内力,系统的动量守恒,由动量守恒定律可知,炸裂后的总动量不变,沿水平方向,a的速度沿原来的水平方向,则爆炸后b速度可能等于0,也可能沿水平方向,可能与原方向相同,也可能与原方向相反。则b可能做自由落体运动,也可能做平抛运动,竖直方向都做自由落体运动,运动时间相等,同时到达地面,故B正确。根据(ma+mb)v0=mava+mbvb,因为va>v0,由于b的速度方向可能与原方向相同,也可能与原方向相反,若b的速度方向与原方向相反,则b的速度大小也可能大于v0.故C错误; 在炸裂过程中,a、b系统动量守恒,即a的动量变化与b的动量变化等大反向,根据动量定理可知,a、b受到的爆炸力的冲量等大、方向相反,它们受到的冲量不同,故D错误;故选B。

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