- 高三物理动量经典例题解析
高三物理动量经典例题解析有以下几个:
例1:一个质量为 m 的小球,在距地面一定高度时,正以某一速度竖直向下运动,与地面发生碰撞,反弹上升。若上升和下降过程中受到的空气阻力大小相等,且均为 f ,求:
(1)小球受到空气阻力的作用;
(2)小球受到的冲量大小;
(3)若小球在碰撞地面前瞬间静止在地面上,则碰撞过程中小球受到的冲量大小。
解析:
(1)小球在运动过程中受到重力、空气阻力的作用。
(2)小球下落过程,由动量定理得:$mg - f = mv_{1}$,方向向下;小球上升过程,由动量定理得:$f = mv_{2} - mv_{1}$,方向向上。
(3)碰撞前瞬间静止在地面上,则小球的速度为零,由动量定理得:$f \bigtriangleup t = 0 - mv_{0}$,方向向上。
例2:质量为 m 的小球以速度 v 水平向右运动,与墙壁发生碰撞,并反弹回来。设向右为正方向,其动量变化量为$\Delta p$,动量的变化量为$\Delta p = \Delta p_{x} + \Delta p_{y}$,其中$\Delta p_{x}$和$\Delta p_{y}$分别表示水平方向和竖直方向上的动量变化量。则:
(1)小球与墙壁碰撞前后瞬间水平方向和竖直方向的速度变化量各是多少?
(2)小球与墙壁碰撞过程中,小球受到的冲量大小是多少?
解析:(1)小球与墙壁碰撞前后瞬间水平方向速度不变,竖直方向速度变化量为零。
(2)小球与墙壁碰撞过程中受到墙壁的作用力作用时间很短,所以冲量大小为:$I = \Delta p = \Delta v = \sqrt{2m(v^{2} - 0)} = mv$。
例3:质量为 m 的物体静止在光滑水平面上,先对它施加一水平向右的恒力 F 1 ,经时间 t 后撤去 F_{1} ,立即施加一反向的恒力 F_{2} ,经时间 t 后物体回到出发点。求:
(1)物体受到的阻力大小;
(2)作用于物体上的所有力的冲量和合力的冲量的大小关系。
解析:(1)物体先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,设加速度大小为a,根据牛顿第二定律有:$F_{1} - f = ma$;$F_{2} + f = ma$;物体从A到B过程有:$x = \frac{1}{2}at^{2}$;物体从B返回到A过程有:$- x = \frac{1}{2}at^{2}$;解得物体受到的阻力大小为f = \frac{F_{1}}{3}。
(2)作用于物体上的所有力的冲量和合力的冲量的大小相等。
以上就是一些高三物理动量经典例题解析,通过这些例题,可以更好地理解和掌握动量的相关知识。
相关例题:
例题:
一个质量为 m 的小球,在距地面高度为 H 的位置以初速度 v0 抛出,不计空气阻力,求小球落地时的动量。
解析:
1. 选取抛出点为动量起点,以小球的初速度方向为正方向。
2. 小球在空中运动时受到重力和空气的阻力,但空气阻力可以忽略不计。
3. 小球在空中做斜抛运动,在竖直方向上做匀减速运动,水平方向上做匀速直线运动。
根据动量定理,小球落地时的动量可以表示为:
P = mv = (m v0) - (m gH)t = (m v0) - m gH(1/v - 1/v0)
其中,t 是小球在空中运动的时间,可以通过自由落体运动的公式 h = 1/2gt^2 求解。
解得:P = (m v0 - m gH(v0 - v))
因此,小球落地时的动量为 (m v0 - m gH(v0 - v))。其中,v 是小球落地时的速度,可以通过水平方向和竖直方向的速度合成得到。由于空气阻力不计,小球落地时的速度可以近似为 v = v0 + gt。
答案:小球落地时的动量为 (m v0 - m gH(v0 - gt))。其中,g 是重力加速度,t 是小球在空中运动的时间。这个例题考察了动量的定义、动量定理的应用以及自由落体运动的知识。
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