乐乐课堂高二物理动量守恒的部分包括:
1. 动量守恒原理:在只有重力或只有弹力做功的物理系统中,物体的动量在相互碰撞和相互作用后会保持不变。
2. 动量守恒的应用:包括碰撞、火箭发射、枪弹射击等实例。
此外,还会涉及到冲量和动量之间的关系,以及动量守恒的一些推论,如机械能守恒、动量定理等。
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题目:
一个质量为$m$的小球,从高度为$H$的平台上以速度$v_{0}$水平抛出,与平台前的挡板发生碰撞,碰撞后小球的动能减少了$\Delta E_{k}$。已知小球与挡板碰撞过程中没有机械能转化为其他形式的能,空气阻力不计。求挡板与小球碰撞时,小球受到的冲量大小。
分析:
小球在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据机械能守恒定律可求得小球碰撞后的速度大小和方向。根据动量守恒定律可求得小球受到的冲量大小。
解:
(1)小球碰撞前后的速度分别为$v_{1}$和$v_{2}$,则有:
$mgH = \frac{1}{2}mv_{0}^{2} - \frac{1}{2}mv_{1}^{2}$
$v_{2} = \sqrt{v_{1}^{2} - \Delta E_{k}}$
(2)小球碰撞过程中动量守恒,以小球碰撞前的速度方向为正方向,则有:
$mv_{0} = mv_{1} + I$
其中$I$为小球受到的冲量大小。
(3)由以上三式可得:
$I = mv_{0} - mv_{2} = mv_{0} - mv_{1} - \Delta E_{k}m\sqrt{v_{1}^{2} - \Delta E_{k}}$
答案:小球受到的冲量大小为$(mv_{0} - mv_{1} - \Delta E_{k}m\sqrt{v_{1}^{2} - \Delta E_{k}})$。