- 物理力学高二选修
高二物理力学部分的选修模块有:《曲线运动 近代物理初步》、《碰撞 爆炸 火箭》、《机械振动和机械波》、《动量守恒定律》、《物理选修3-5》等。
以上内容仅供参考,可以咨询高中教师,获取更全面信息。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的小球,在距离地面高为 H 的位置以初速度 v 水平抛出。不计空气阻力,求小球落地时的动量和地面碰撞时的冲量。
解答:
1. 小球落地时的动量:
由于小球只受重力,所以其动量可以用动量定理来求解。设小球落地时的动量为 P,则有:
I = ΔP = mgt = m(v2 - v1) (1)
其中,v1 是小球抛出时的速度,v2 是小球落地时的速度。由于小球只受重力,所以落地速度可以表示为:
v2 = gt + v0 (2)
其中,v0 是小球抛出时的水平速度。将 v2 代入 (1) 式中,得到:
I = m(gt + v0)
由于小球在竖直方向上做自由落体运动,所以其落地时的竖直分速度为:
vy = gt (3)
将 vy 代入 (2) 式中,得到落地速度 v2 = (gt + v0) + gt = gt + v0
将 v2 代入 (1) 式中,得到:
I = m(2gt + v0) = m(2gH + v0)
其中,H 是高度。因此,小球的动量为:
P = m(2gH + v0)
2. 地面碰撞时的冲量:
设地面碰撞时的冲量为 I',则有:
I' = Ft (4)
其中,F 是地面给小球的力,t 是小球与地面碰撞的时间。由于小球与地面碰撞时无能量损失,所以碰撞时间可以视为极短时间 τ,即 t = τ。将 t 代入 (4) 式中,得到:
I' = Fτ
由于小球在碰撞过程中只受到重力和地面的支持力(假设地面是光滑的),所以这两个力的合力可以视为恒力 F',即 F = F'。因此,地面碰撞时的冲量为:
I' = F'τ = mgτ (5)
由于碰撞时间极短,所以可以认为碰撞过程中小球的动量没有变化,即 P' = P。因此,地面碰撞时的冲量 I' 与小球的动量 P 相等。将 P 代入 (5) 式中,得到地面碰撞时的冲量为:
I' = m(2gH + v0) = mgt + mv - m(v - gt) = 3mgt + mv - mv0 (6)
其中,v 是小球与地面碰撞后的速度。由于小球在碰撞后仍然受到重力作用,所以其速度可以表示为:v = gt + v' (7)
其中,v' 是小球与地面碰撞后的水平速度。将 v 代入 (6) 式中,得到地面碰撞时的冲量为:I' = m(3gH + v')。
综上所述,小球落地时的动量为 P = m(2gH + v0),地面碰撞时的冲量为 I' = m(3gH + v')。
以上是小编为您整理的物理力学高二选修,更多2024物理力学高二选修及物理学习资料源请关注物理资源网http://www.wuliok.com
