1、有一炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为M=6.0kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出的初速度v0=60m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为m=4.0kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600m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=10m/s2,忽略空气阻力)
解析:
设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
.
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 R=vt.
炮弹刚爆炸后,两弹片的总动能 .
解以上各式得,
代入数值得.
2、如图是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方,A是某种材料做成的实心球,质量m1=0.28kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.1kg的木棍B。B只是松松的插在凹坑中,其下端一坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处由静止释放。实验中,A触地后在极短时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰好停留在地板上。求木棍B上升的高度,重力加速度g=10m/s2.