如图所示,左侧MG为光滑半圆形轨道,与水平光滑轨道平滑相连,半径为2m;水平轨道分为两段,MN为长L=1.5m的光滑水平轨道,NP部分粗糙且足够长,在水平轨道靠近Ⅳ点处放着两个物块A、B,中间夹着炸药,存储了60J的化学能,某时刻引爆炸药.已知两滑块与NP间的动摩擦因素μ=0.5,A、B的质量分别为mA=3kg,mB=5kg.A、B可视为质点,假设化学能全部转化为机械能,且之后的所有碰撞均为弹性碰撞.重力加速度g取10m/s2.则关于A、B的运动,下列说法正确的是( )
A.爆炸过程中,A、B组成的系统动量守恒,机械能守恒
B.爆炸过程中,B受到的冲量大小为15N·s
C.A、B碰撞后向同一方向运动
D.最终A、B停止运动后的距离为1m
BD
【详解】
爆炸过程中,A、B组成的系统爆炸产生的内力远大于外力,则系统的动量守恒;因爆炸产生能量,则系统的机械能增加,选项A错误;对爆炸过程,取向左为正方向,由动量守恒定律得:mAvA-mBvB=0,由能量守恒定律得:,解得:vA=5m/s,vB=3m/s;B受到的冲量为:IB=mBvB=5×3=15N•s,故B正确;根据能量守恒可知:,解得h=1.25m<2m,即A运动到半圆形轨道一部分,然后又返回;对B根据能量守恒可知:,解得xB1=0.9m;当A追上B 时,对A根据能量守恒可知:,解得;A、B组成的系统碰撞过程动量守恒、能量守恒,则: ;;解得: ,,即A、B碰撞后向相反方向运动,故C错误;对A根据能量守恒可知:,解得xA1=0.1m;对B根据能量守恒可知:,解得xB2=0.9m;AB之间的距离x=xA1+xB2=1m,故D正确.故选BD.
【点睛】
本题考查了动量守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键,分析清楚物体运动过程后,应用动能定理、动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题.
动能:
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质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上。已知t=0时质点的速度为零。在图示t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大?
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4