高三物理动量包括以下内容:
1. 动量:物体质量和速度的乘积,是与物体的质量和速度相关的物理量。
2. 动量定理:物体受外力作用时,动量发生变化,而且外力的冲量大小等于物体动量的变化量。
3. 动量守恒定律:在没有外力作用的情况下,系统内物体的动量始终保持相等的状态不变。
此外,还有动量与冲量、质点动量定理、实验打点与测冲量等有关内容。高三物理动量部分旨在培养学生的物理思维,通过动量概念、定理、守恒定律等内容的学习,学生能够更好地理解物理学科的本质。
题目:一个质量为 m 的小球,在距离地面高度为 H 的位置以初速度 v 水平抛出。假设小球在运动过程中所受空气阻力大小恒为 f,求小球从抛出到落地的过程中,动量的变化量。
解析:
1. 确定研究对象:本题的研究对象是小球。
2. 确定研究过程:小球从抛出到落地的过程中,受到重力和空气阻力的作用。
3. 受力分析:小球受到重力 mg 和空气阻力 f 的作用。
4. 运用动量定理:根据动量定理,动量的变化量等于合外力的冲量。
已知量:
小球的质量 m
小球的初速度 v
小球的抛出高度 H
空气阻力 f
未知量:
小球落地时的速度 v'
动量的变化量 Δp
根据平抛运动规律,小球落地时的竖直分速度为:
v_{y} = \sqrt{2gh} = \sqrt{2fH}
根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,即:
\Delta p = F_{合} \Delta t = m(v - v_{y}) = mv - m\sqrt{v^{2} - 2fH}
其中,\Delta t 是时间间隔,由于小球的运动时间可以由高度和初末速度求得,因此时间间隔未知,需要后续求解。
已知小球的运动时间为:t = \frac{H}{v}
代入上式可得:
\Delta p = mv - m\sqrt{v^{2} - 2fH} = m(v - v_{y}) \times \frac{H}{v} = m(v - \sqrt{v^{2} - 2fH}) \times \frac{H}{v}
化简可得:
\Delta p = - fH + mv^{2} + mv\sqrt{v^{2} - 2fH}
因此,小球从抛出到落地的过程中,动量的变化量为 - fH + mv^{2} + mv\sqrt{v^{2} - 2fH}。