某住宅七樓(高約20m)的一居民家廚房中發(fā)生管道煤氣泄漏爆炸事故,爆炸時(shí)產(chǎn)生的高壓摧毀了門窗及其他設(shè)施,調(diào)查人員在損壞的窗外草地上發(fā)現(xiàn)飛得最遠(yuǎn)的玻璃碎片離該樓墻腳的距離為30m.
(1)通?砂巡A槠倪\(yùn)動(dòng)視作平拋物體運(yùn)動(dòng),試估算爆炸初期氣流的速度(經(jīng)驗(yàn)表明該速度約是玻璃碎片飛出時(shí)最大速度的100倍).
(2)若不計(jì)玻璃碎片飛行過程中受到的空氣阻力,試估算飛得最遠(yuǎn)的玻璃碎片落地時(shí)速度的大。╣取l0m/s2
分析:(1)把玻璃碎片的運(yùn)動(dòng)視作平拋物體運(yùn)動(dòng),知道高度和水平位移,由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解初速度,即可求得爆炸初期氣流的速度.
(2)不計(jì)空氣阻力,根據(jù)機(jī)械能守恒列式,求解玻璃碎片落地時(shí)速度的大。
解答:解:(1)玻璃碎片飛出的運(yùn)動(dòng)可看作平拋運(yùn)動(dòng).
在豎直方向上有   h=
1
2
gt2
    ①
在水平方向上有    s=vt     ②
由①②得   v=s
g
2h
=30×
10
2×20
=15m/s        ③
由題意可知?dú)怏w爆炸初期速度為  v′=100v=1500m/s  ④
(2)由機(jī)械能守恒定律得:
1
2
mv
 
2
t
=mgh+
1
2
mv2
     ⑤
解得    vt=
v2+2gh
     ⑥
代入數(shù)據(jù),可得碎片落地時(shí)速度   vt=25m/s
答:
(1)爆炸初期氣流的速度為1500m/s.
(2)飛得最遠(yuǎn)的玻璃碎片落地時(shí)速度的大小為25m/s.
點(diǎn)評(píng):本題有實(shí)際的情景,但過程比較簡單,實(shí)際是平拋運(yùn)動(dòng)和機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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管道煤氣層是由水煤氣和焦?fàn)t煤氣混合而成,某住宅四樓(高約10m)一居民家廚房發(fā)生管道煤氣泄漏爆炸事故,急救人員迅速趕到現(xiàn)場,護(hù)送傷員及煤氣中毒者去醫(yī)院搶救.

(1)爆炸時(shí),廚房溫度可迅速升高到1800℃,估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)約為多少個(gè)大氣壓;

(2)產(chǎn)生的高壓可摧毀門窗及其他室內(nèi)設(shè)施,調(diào)查人員在損壞的窗外草地上發(fā)現(xiàn)飛得最遠(yuǎn)的玻璃碎片,離樓墻腳的距離為14m,假如該碎片是被水平推出的,試估算氣體爆炸初期的速度.(經(jīng)驗(yàn)表明該速度約是玻璃碎片飛出時(shí)最大速度的100倍)

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管道煤氣是由水煤氣和焦?fàn)t煤氣混合而成的。某住宅四樓(高約10m)居民家廚房發(fā)生管道煤氣泄漏事故,急救人員迅速趕往現(xiàn)場,護(hù)送傷員及煤氣中毒者去醫(yī)院搶救。(1)煤氣爆炸時(shí)廚房溫度迅速升高到18000C,估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)約為多少大氣壓?(已知一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比)(2)產(chǎn)生的高壓可摧毀門窗及其他室內(nèi)設(shè)施,調(diào)查人員在損壞的窗外草地上發(fā)現(xiàn)飛得最遠(yuǎn)的玻璃片離該樓墻腳的距離為14m,假設(shè)該碎片是被水平推出的,試估算氣體爆炸初期的速度。(經(jīng)驗(yàn)表明該速度約為玻璃碎片飛出時(shí)最大速度的100倍)

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(1)管道內(nèi)多少升煤氣泄漏到該居民的廚房,遇到火星就會(huì)發(fā)生爆炸?

(2)設(shè)煤氣泄漏使得廚房內(nèi)的氣體壓強(qiáng)恰好達(dá)到1.05 atm時(shí)遇到了火星并發(fā)生了爆炸。爆炸時(shí)廚房的溫度由常溫迅速上升至2000℃,估算此時(shí)產(chǎn)生的氣體壓強(qiáng)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的多少倍?

(3)調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)被爆炸產(chǎn)生的高壓摧毀的窗戶玻璃碎片飛得最遠(yuǎn)的離該樓墻腳的距離為14m。假設(shè)該碎片是被水平推出的,試估算氣體爆炸初期的速度。(經(jīng)驗(yàn)表明該速度約為玻璃碎 片飛出時(shí)最大速度的100倍)

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