高三物理動量包括以下內容:
1. 動量:物體質量和速度的乘積,是與物體的質量和速度相關的物理量。
2. 動量定理:物體受外力作用時,動量發生變化,而且外力的沖量大小等于物體動量的變化量。
3. 動量守恒定律:在沒有外力作用的情況下,系統內物體的動量始終保持相等的狀態不變。
此外,還有動量與沖量、質點動量定理、實驗打點與測沖量等有關內容。高三物理動量部分旨在培養學生的物理思維,通過動量概念、定理、守恒定律等內容的學習,學生能夠更好地理解物理學科的本質。
題目:一個質量為 m 的小球,在距離地面高度為 H 的位置以初速度 v 水平拋出。假設小球在運動過程中所受空氣阻力大小恒為 f,求小球從拋出到落地的過程中,動量的變化量。
解析:
1. 確定研究對象:本題的研究對象是小球。
2. 確定研究過程:小球從拋出到落地的過程中,受到重力和空氣阻力的作用。
3. 受力分析:小球受到重力 mg 和空氣阻力 f 的作用。
4. 運用動量定理:根據動量定理,動量的變化量等于合外力的沖量。
已知量:
小球的質量 m
小球的初速度 v
小球的拋出高度 H
空氣阻力 f
未知量:
小球落地時的速度 v'
動量的變化量 Δp
根據平拋運動規律,小球落地時的豎直分速度為:
v_{y} = \sqrt{2gh} = \sqrt{2fH}
根據動量定理,合外力的沖量等于動量的變化量,即:
\Delta p = F_{合} \Delta t = m(v - v_{y}) = mv - m\sqrt{v^{2} - 2fH}
其中,\Delta t 是時間間隔,由于小球的運動時間可以由高度和初末速度求得,因此時間間隔未知,需要后續求解。
已知小球的運動時間為: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}
化簡可得:
\Delta p = - fH + mv^{2} + mv\sqrt{v^{2} - 2fH}
因此,小球從拋出到落地的過程中,動量的變化量為 - fH + mv^{2} + mv\sqrt{v^{2} - 2fH}。