高中物理动量守恒例题及答案有很多,下面提供一个关于碰撞的例题,供您参考:
例:
质量为3m的木块在光滑水平面上以速度v与一个质量为2m的静止木块发生碰撞,碰撞后2m的木块获得了速度v1,那么碰撞过程中哪些物理量不能守恒?
A.动能
B.速度
C.动量
D.总动量
答案:BCD。
解析:
碰撞过程遵守动量守恒定律,因此碰撞过程中总动量保持不变。由于碰撞前后的速度方向相同,因此碰撞前后动能也保持不变。但是,由于碰撞过程中有能量损失,因此速度不守恒。
具体来说,假设碰撞前后的速度分别为v和v1,则碰撞过程中动量的变化量为Δp = 3mv - 0 = 3mv,因此碰撞后的动量为3mv。由于碰撞前后速度方向相同,因此碰撞后的速度为v1 = v - mv/3。因此,碰撞过程中的动能、速度和总动量都保持不变。
需要注意的是,本题中的选项B和C是错误的,因为速度是状态量,而动能和总动量是过程量,它们都与碰撞过程中的能量损失有关。因此,本题答案为BCD。
除了这个例题之外,高中物理动量守恒例题及答案还有很多。您可以参考其他题目和答案,了解更多关于动量守恒定律的应用和解题方法。
题目:
一个质量为 m 的小球,在距离地面高度为 H 的光滑斜面上自由下滑。当它到达地面时,它的动量和重力做的功分别是多少?
答案:
首先,小球在下滑过程中,其动量守恒。由于没有受到外力作用,所以其动量保持不变。
设小球开始时的动量为 p_0,方向沿斜面向下。由于动量是矢量,我们需要知道其大小和方向。
当小球到达地面时,它的速度为 v,方向沿地面。根据动量定理,小球的动量 p = p_0 - mgsinθ,其中 mgsinθ 是重力在斜面方向上的分力。由于小球已经到达地面,所以它的速度方向与初始动量方向相反。
因此,小球到达地面时的动量为 p = -p_0 - mgsinθ,其中 "-p_0" 表示速度方向与初始动量方向相反。
接下来,我们需要计算重力做的功。重力做功与路径无关,只与初末状态有关。因此,我们需要知道小球在初始位置时的动能和在末位置时的动能。
在初始位置时,小球的动能 E_k = 0.5 m v_0^2,其中 v_0 是初始速度。由于小球在斜面上自由下滑,它的初始速度 v_0 是沿斜面向下的。
当小球到达地面时,它的动能 E_k = 0.5 m v^2,其中 v 是小球到达地面时的速度。由于小球已经到达地面,所以它的速度 v 是沿地面的。
重力做的功等于小球的动能变化量,即 W = 0.5 m v^2 - 0.5 m v_0^2。由于重力做正功,所以重力做的功等于末动能减去初动能。
现在我们就可以求解这个问题了。首先,我们假设初始动量为 p_0 = 10 kg m/s,方向沿斜面向下。其次,我们假设小球的初始速度为 v_0 = 5 m/s(这个速度可以根据实际情况调整)。最后,我们假设小球的质量为 m = 1 kg。
带入这些数值后,我们可以得到 p = -10 kg m/s(方向沿地面),以及 W = -25 J(负号表示重力做正功)。
所以,当小球到达地面时,它的动量为 -10 kg m/s(方向沿地面),而重力对这个过程做的功为 -25 J。