【专题】11:计算题;22:学科综合题;32:定量思想;4T:寻找守恒量法;52G:动量和能量的综合.
【分析】(1)烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动,由速度时间公式求上升的时间。
(2)研究爆炸过程,由动量守恒定律和能量守恒定律结合求爆炸后瞬间两部分的速度,再由运动学求最大高度。
【解答】解:(1)设烟花弹的初速度为v0.则有:E=
得:v0=
烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动,则有:v0﹣gt=0
得:t=
(2)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸上升的高度为:h1==
对于爆炸过程,取竖直向上为正方向,由动量守恒定律得:
0=mv1﹣mv2。
根据能量守恒定律得:E=mv12+mv22。
联立解得:v1=
爆炸后烟花弹向上运动的部分能继续上升的最大高度为:h2==
所以爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为:h=h1+h2=
答:
(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间是;
(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度是。
【点评】分析清楚烟花弹的运动过程,把握每个过程的物理规律是解题的关键。要知道爆炸过程内力远大于外力,系统遵守两大守恒定律:动量守恒定律与能量守恒定律,解题时要注意选择正方向。
12.(20分)如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核H和一个氘核H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向。已知H进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场。H的质量为m,电荷量为q,不计重力。求
(1)H第一次进入磁场的位置到原点O的距离;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)H第一次离开磁场的位置到原点O的距离。
【考点】CI:带电粒子在匀强磁场中的运动
【专题】11:计算题;31:定性思想;4C:方程法;536:带电粒子在磁场中的运动专题.
【分析】(1)H在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律求出H第一次进入磁场时到O点的距离。
(2)H在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,求出H的轨道半径,应用牛顿第二定律求出磁感应强度。
(3)H在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律可以求出H第一次离开磁场的位置到原点O的距离。
【解答】解:(1)H在电场中做类平抛运动,
水平方向:x1=v1t1,
竖直方向:h=a1t12,
粒子进入磁场时竖直分速度:vy=a1t1=v1tan60°,
解得:x1=h;
(2)H在电场中的加速度:a1=,
H进入磁场时的速度:v=,
H在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示:
由几何知识得:x1=2r1sin60°,
H在磁场中做匀速圆运动,洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qvB=m,