高考物理动量守恒定律包括以下几种情况:
1. 完全弹性碰撞:碰撞前后物体动能之和不变,即总动量守恒,总动能不变。
2. 非完全弹性碰撞:碰撞前后物体动能之和变小,即系统动量守恒,但系统有机械能损失,即机械能不守恒,这部分损失的机械能转化为热(内能)。
3. 物体碰撞时粘连在一起的运动:碰撞过程中物体动量守恒。
4. 爆炸时的动量守恒:爆炸过程时间极短,可以认为系统在爆炸前后的动量是守恒的。
5. 绕定轴转动的碰撞:一般而言,转动物体与固定平面的碰撞不改变转动动能,即角动量守恒,但有可能改变系统的总动能。
请注意,以上只是动量守恒定律的一种应用,具体问题还需要根据题目条件进行判断。同时,为了学好动量守恒这部分内容,还需要熟练掌握牛顿运动定律和功能关系。
题目:一个质量为$m$的小球,从高度为$H$的斜面顶端自由下滑,斜面长为L,与水平面平滑连接。不计空气阻力,取重力加速度为$g$。
1. 如果斜面光滑,求小球滑到斜面底端时的速度大小。
2. 如果小球与斜面间动摩擦因数为$\mu$,求小球滑到斜面底端时的速度大小。
3. 如果小球在斜面上受到一个沿斜面向上的恒力$F$的作用,求小球滑到斜面底端时的速度大小。
4. 如果小球在斜面上受到一个沿斜面向上的恒力$F$和摩擦力$f$的作用,求小球滑到斜面底端时的速度大小。
请注意,以上问题均假设小球在斜面底端时速度方向水平。
解答:
1. 斜面光滑时,小球在重力作用下做自由落体运动,根据动量守恒定律,有:
mvt = mgt
解得:$vt = gt$
2. 摩擦力作用下,小球受到的滑动摩擦力为:$f = \mu mg$
根据动量守恒定律,有:
mvt = (m - fL)v' + fL
解得:$vt = \sqrt{2gH - \mu gL}$
3. 恒力$F$作用下,小球受到的合力为:$F - mg\sin\theta - f\cos\theta$
其中$\theta$为斜面的倾角。根据动量守恒定律,有:
mvt = (m + Ft)v' + FtL
解得:$vt = \sqrt{2gH - \frac{Ft}{m} + \frac{Ft^{2}}{m} - \mu gL}$
4. 恒力$F$和摩擦力$f$作用下,小球受到的合力为:$(F - f\cos\theta) - mg\sin\theta - f\cos\theta$
根据动量守恒定律,有:
mvt = (m + Ft)v' + (Ft - fL)v''
解得:$vt = \sqrt{2gH - \frac{Ft}{m} + \frac{Ft^{2}}{m} - \mu gL} + \sqrt{\frac{fL}{m} + \frac{f^{2}L^{2}}{m(Ft - fL)}}$