Question

12．從地面豎直向上發(fā)射一顆質(zhì)量為m=0.4kg的禮花彈，升到距地面高度h=125m時速度為v=30m/s，此時禮花彈炸成質(zhì)量相等的兩塊，其中一塊經(jīng)t=5s落回發(fā)射地，則禮花彈在爆炸過程中，有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機械能？（g取10m/s²，不計空氣阻力且不考慮燃料質(zhì)量的影響）

Answer 1

分析 先假設(shè)做自由落體運動，求出時間，與5s比較，看第一塊物體是否上升；然后根據(jù)禮花彈爆炸過程動量守恒，由動量守恒定律可以求出另一塊的速度大��；最后由功能關(guān)系即可求解．

解答 解：如果物體從125m高處做自由落體運動，下落時間為：
t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×125}{10}}=5$s，
可知該物塊在禮花彈在爆炸后的速度是0．
選取向上為正方向，設(shè)另一塊的速度為v′，根據(jù)動量守恒定律得：
$mv=\frac{1}{2}m×0+\frac{1}{2}m×v′$
所以：v′=60m/s
禮花彈在爆炸過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機械能為W，則：$W+\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}•\frac{1}{2}mv{′}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得：W=180J
答：有180J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機械能

點評 本題考查了動量守恒定律、自由落體運動以及功能關(guān)系等，應(yīng)用自由落體運動的公式先確定第一塊物體是否上升是解答的關(guān)鍵．