Question

3．一颗质量为0.6kg的手榴弹以10m/s的速度水平飞行，设它炸裂成两块后，质量为0.2kg的小块速度为100m/s，其方向与原飞行方向相同，求：
（1）另一块速度的大小和方向
（2）手榴弹爆炸时有多少化学能转化成机械能．

Answer 1

分析 （1）手榴弹在空中爆炸过程，爆炸的内力远大于重力，在水平方向上可认为动量守恒．根据动量守恒定律求出另一块速度的大小和方向．
（2）根据能量守恒定律求解即可．

解答 解：（1）手榴弹爆炸过程系统的动量守恒，以手榴弹的初速度方向为正方向．根据动量守恒定律得：
Mv₀=m₁v₁+m₂v₂．
即：0.6×10=0.2×100+0.4×v₂，
解得：v₂=-35m/s，负号表示速度方向与v₀反向．即与手榴弹原飞行方向相反
（2）根据能量守恒定律得：
E_化=$\frac{1}{2}$m₁v₁²+$\frac{1}{2}$m₂v₂²-$\frac{1}{2}$Mv₀²=$\frac{1}{2}$×0.2×100²+$\frac{1}{2}$×0.4×35²-$\frac{1}{2}$×0.6×10²=1215J
答：（1）另一块速度的大小是35m/s；与手榴弹原飞行方向相反．    
（2）手榴弹爆炸时有1215J化学能转化成机械能．

点评 本题的关键要明确手榴弹爆炸过程系统动量守恒，应用动量守恒定律即可解题，解题时要注意正方向的选择．