以下是一些高三物理動量經典例題:
例1:一個質量為5kg的物體,在水平恒力作用下從靜止開始在水平面上做勻加速直線運動,經5s速度變為1.5m/s,求物體受到的阻力。
解:根據動量定理,有 Ft = mv - mvo
其中v = 1.5m/s,vo = 0,t = 5s,解得 F = 2N
進一步考慮,如果物體受到的阻力恒定,那么物體的加速度恒定,合力恒定,也即水平外力恒定。因此,物體受到的阻力大小為2N。
例2:一個質量為2kg的物體,在幾個恒力的作用下處于靜止狀態。現在突然撤去其中一個沿水平方向的力4N,其他力保持不變,這時的加速度大小為多少?撤去該力后經3s物體發生的位移是多少?
解:物體受到的合外力為4N,方向與撤去的力方向相反。根據牛頓第二定律,有 $F = ma$,解得 a = 2m/s2。
物體在撤去該力后的位移為 $x = \frac{1}{2}at2$,代入數據解得 x = 9m。
例3:一個質量為5kg的物體在水平面上以2m/s的速度運動,它受到一個大小為5N的水平外力作用后,獲得了4m/s的速度。求這個過程中物體克服阻力所做的功。
解:根據動能定理,有 $W_{外} = \Delta E_{k}$,其中 $\Delta E_{k} = \frac{1}{2}mv2 - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$。
由于外力與速度方向相同,所以外力做的功等于物體動能的變化量。在這個過程中,外力做的功為 $W_{外} = \frac{1}{2}mv2 - \frac{1}{2}mv_{0}^{2} = \frac{1}{2} \times 5 \times 4^{2} - \frac{1}{2} \times 5 \times 2^{2} = 48J$。
由于物體在水平面上運動,所以摩擦力做負功。這個過程中物體克服阻力所做的功等于外力做的功減去物體動能的變化量,即 $W_{f} = W_{外} - \Delta E_{k} = - 4J$。
以上是一些高三物理動量經典例題,通過這些例題可以加深對動量的理解,提高解題能力。
例題:
質量為 m 的小球以初速度 v0 水平拋出,經時間 t 落地。在下列哪個時刻小球動量變化量最大?
A. 小球剛要落地時
B. 小球運動時間 t/2 時
C. 小球運動時間 t 時
D. 小球落地前
解析:
小球在運動過程中只受重力,所以動量的變化量等于重力的沖量,而重力的沖量可以通過重力與時間的乘積得出。
小球在運動過程中,重力一直做負功,所以小球的動能一直減小。當小球剛要落地時,小球的動能最小,速度也最小,此時動量的變化量最大。因此,正確答案是A。
答案:A。