物理高考大題中的動(dòng)量問題可能包括以下幾個(gè)方面:
1. 碰撞問題:兩個(gè)物體發(fā)生碰撞,通常可以看作是瞬間完成的過程。在這個(gè)過程中,系統(tǒng)受到外力的沖量作用,導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)量的變化。
2. 滑動(dòng)問題:物體在斜面上滑動(dòng),或者在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),由于受到摩擦力的作用,會(huì)產(chǎn)生動(dòng)量損失的過程。
3. 反沖問題:火箭或噴氣式飛機(jī)等在飛行時(shí),由于噴出氣體對(duì)地面有作用力,會(huì)導(dǎo)致火箭或飛機(jī)自身受到向下的反沖力。
4. 爆炸問題:物體發(fā)生爆炸時(shí),會(huì)產(chǎn)生沖擊波,同時(shí)有物質(zhì)的混合和分離等問題,也是動(dòng)量問題的一種。
5. 運(yùn)動(dòng)規(guī)律問題:在某些情況下,需要分析物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,根據(jù)動(dòng)量定理等理論來解決相關(guān)的問題。
以上是物理高考大題中動(dòng)量問題的常見方面,具體的問題可能會(huì)根據(jù)試題的要求和背景而有所不同。
題目:
一質(zhì)量為 m 的小球,在斜向上的恒力 F 的作用下,從地面上的 A 點(diǎn)靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)時(shí)速度為 v。已知 AB 之間的距離為 d,求小球在 B點(diǎn)的動(dòng)量大小。
解析:
1. 初始狀態(tài):小球在A點(diǎn)靜止,動(dòng)量為零。
2. 受力情況:小球受到向下的重力 $mg$ 和恒力 $F$ 的斜向上作用。
3. 運(yùn)動(dòng)情況:小球沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)的速度為 $v$。
根據(jù)動(dòng)量定理,力在時(shí)間上的積分等于物體動(dòng)量的變化。在這個(gè)問題中,我們已知初始和最終的動(dòng)量,因此可以解出力在時(shí)間上的積分。
設(shè)恒力與水平方向的夾角為 $\theta$,則有:
$F = mg\cos\theta + F_{N}$
$F_{N}$ 是支持力,由于小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng),所以支持力向上。
初始速度為零,所以初始動(dòng)量為零。到達(dá) B 點(diǎn)時(shí),小球的動(dòng)量為:
$p = mv = Ft = Fd\cos\theta$
其中 $t$ 是小球從 A 到 B 的時(shí)間。由于小球沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以有:
$v = at = g\sin\theta t$
其中 $a$ 是加速度,由受力分析可得 $a = g\sin\theta - F_{N}\cos\theta / m$。
將 $a$ 帶入上式可得:
$p = (mg\cos\theta + F)d\cos\theta = (mg\sin^{2}\theta + F)d\cos\theta$
所以,在 B 點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)量為 $(mg\sin^{2}\theta + F)d\cos\theta m$。