(2012•广西模拟)如图所示,在离地面H=5.45m的O处用长L=0.45m的不可伸长的细线挂一质量为90g的爆竹(火
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/09/01 12:24:59
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(1)爆炸瞬间反向抛出的那一块的水平速度v1的大小;
(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时的细线的拉力T的大小.
(3)火药爆炸释放的能量E.
(1)设爆竹的总质量为2m,刚好到达B时的速度为v,爆炸后抛出的那一块的水平速度为v1,做圆周运动的那一块的水平速度为v2,则对做平抛运动的那一块有:
H-L=
1
2gt2,s=v1t,带入数据,得:v1=5m/s
(2)爆竹从D点运动到B点的过程中机械能守恒,所以有2mgL=
1
2×2mv2,
爆竹爆炸前后动量守恒,所以有2mv=mv2-mv1,解得:v2=11m/s
设做圆周运动的那块通过最高点时的速度为vc,由机械能守恒定律可得:
1
2mv22=
1
2mvc2+2mgL;
设最高点时线对爆竹的拉力为T,则由牛顿第二定律可得:T+mg=m
vc2
L
联立以上各式,解得:T=9.85N
(3)火药爆炸释放的能量为:E=
1
2mv12+
1
2mv22-2mgL=2.88J
答:(1)爆炸瞬间反向抛出的那一块的水平速度v1的大小为5m/s;
(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时的细线的拉力T的大小9.85N.
(3)火药爆炸释放的能量E为2.88J.
H-L=
1
2gt2,s=v1t,带入数据,得:v1=5m/s
(2)爆竹从D点运动到B点的过程中机械能守恒,所以有2mgL=
1
2×2mv2,
爆竹爆炸前后动量守恒,所以有2mv=mv2-mv1,解得:v2=11m/s
设做圆周运动的那块通过最高点时的速度为vc,由机械能守恒定律可得:
1
2mv22=
1
2mvc2+2mgL;
设最高点时线对爆竹的拉力为T,则由牛顿第二定律可得:T+mg=m
vc2
L
联立以上各式,解得:T=9.85N
(3)火药爆炸释放的能量为:E=
1
2mv12+
1
2mv22-2mgL=2.88J
答:(1)爆炸瞬间反向抛出的那一块的水平速度v1的大小为5m/s;
(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时的细线的拉力T的大小9.85N.
(3)火药爆炸释放的能量E为2.88J.
(2012•广西模拟)如图所示,在离地面H=5.45m的O处用长L=0.45m的不可伸长的细线挂一质量为90g的爆竹(火
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