如图所示,质量均为m的两块完全相同的木块A、B,放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计).让A、B以初速度v0一起从O点滑出,滑行一段距离后到达P点,速度变为v02,此时炸药爆炸使木块A、B脱离,发现木块B立即停在原位置,木块A继续沿水平方向前进.已知O、P两点间的距离为x,炸药爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能,爆炸时间很短可以忽略不计,求:i.木块与水平地面的动摩擦因数μii.炸药爆炸时释放的化学能.

问题描述:

如图所示,质量均为m的两块完全相同的木块A、B,放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计).让A、B以初速度v0起从O点滑出,滑行一段距离后到达P点,速度变为

v0
2
,此时炸药爆炸使木块A、B脱离,发现木块B立即停在原位置,木块A继续沿水平方向前进.已知O、P两点间的距离为x,炸药爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能,爆炸时间很短可以忽略不计,求:
i.木块与水平地面的动摩擦因数μ
ii.炸药爆炸时释放的化学能.

设木块与地面间的动摩擦因数为μ,炸药爆炸释放的化学能为E0,从O滑到P,对A、B系统,由动能定理得:
-μ•2mgx=

1
2
•2m(
v0
2
2-
1
2
•2mv02
在P点爆炸,系统动量守恒,以木块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
2m
v0
2
=mv,
由能量守恒定律得:E×50%+
1
2
•2m(
v0
2
)=
1
2
mv2
解得:μ=
3
v
2
0
8gx

E=
1
2
mv02
答:i.木块与水平地面的动摩擦因数为
3
v
2
0
8gx

ii.炸药爆炸时释放的化学能为
1
2
mv02
答案解析:i、A、B整体从O滑到P过程,滑动摩擦力做功--μ•2mgs,根据动能定理求解动摩擦因数μ;
ii、在P点爆炸,A、B总动量守恒,爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能,根据动量守恒定律求出爆炸后木块的速度,由能量的转化与守恒求出炸药爆炸时释放的化学能.
考试点:动量守恒定律;动能定理.

知识点:本题考查了求动摩擦因数、爆炸释放的化学能,分析清楚运动过程、应用动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题,对于含有爆炸的过程,往往是动量守恒和能量守恒两大定律的综合应用.