動量守恒高三物理有以下內容:
動量守恒定律及其推論。
碰撞。
反沖運動。
火箭發射和宇宙航行中的動量定理。
彈性碰撞和非彈性碰撞。
粒子在電場中的動量守恒。
磁場中粒子在復合場中的運動以及偏轉問題。
此外,還有子彈擊中木塊模型、滑塊模型以及子彈、滑塊模型,這些都屬于高三物理中動量守恒的內容。
題目:一個質量為 m 的小球,在光滑的水平桌面上以初速度 v0 滑向一個擋板,擋板與小球發生彈性碰撞,碰撞前后小球的動能分別為 E1 和 E2(E1>E2),求碰撞后小球的速度。
分析:
1. 在碰撞過程中,小球受到擋板的撞擊作用,由于擋板與小球發生彈性碰撞,所以碰撞過程中沒有能量損失,即碰撞前后小球的動能相等。
2. 根據動量守恒定律,碰撞前后的速度變化可以表示為 mv0 = mv1 + mv2,其中 v1 和 v2 分別為小球碰撞后的速度。
解:
根據動量守恒定律,有 mv0 = mv1 + mv2,其中 m、v0、E1 和 E2 已知。
由于碰撞前后小球的動能相等,即 0.5mv0^2 = 0.5mv1^2 + 0.5mv2^2,其中 v1 和 v2 分別為小球碰撞后的速度。
將上述兩個式子聯立,可以得到 v1 = (v0^2 - v2^2 - 4mE1/m^2)^0.5。
由于碰撞前后小球的動能分別為 E1 和 E2(E1>E2),所以 E1 = 0.5mv1^2 > 0.5mv2^2 = E2。
因此,小球在碰撞后的速度 v2 < 0,即小球的速度方向與初速度方向相反。
根據動量守恒定律,有 mv0 = -mv2 + mv1,其中 v1 的值已經求出。
將上述式子代入 v1 = (v0^2 - v2^2 - 4mE1/m^2)^0.5 中,可以得到 v2 = (v0^2 - E2 + 4mE1/m)^0.5。
因此,小球碰撞后的速度為 v2 = (v0^2 - E2 + 4mE1/m)^0.5 < 0。
答案:小球碰撞后的速度為負值,即小球的速度方向與初速度方向相反。