以下是一些高三物理動(dòng)量經(jīng)典例題:
例1:一個(gè)質(zhì)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(yùn)動(dòng),經(jīng)5s速度變?yōu)?.5m/s,求物體受到的阻力。
解:根據(jù)動(dòng)量定理,有 Ft = mv - mvo
其中v = 1.5m/s,vo = 0,t = 5s,解得 F = 2N
進(jìn)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(gè)質(zhì)量為2kg的物體,在幾個(gè)恒力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在突然撤去其中一個(gè)沿水平方向的力4N,其他力保持不變,這時(shí)的加速度大小為多少?撤去該力后經(jīng)3s物體發(fā)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(jù)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(shù)據(jù)解得 x = 9m。
例3:一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體在水平面上以2m/s的速度運(yùn)動(dòng),它受到一個(gè)大小為5N的水平外力作用后,獲得了4m/s的速度。求這個(gè)過程中物體克服阻力所做的功。
解:根據(jù)動(dòng)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(dòng)能的變化量。在這個(gè)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(yùn)動(dòng),所以摩擦力做負(fù)功。這個(gè)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(dòng)能的變化量,即 $W_{f} = W_{外} - \Delta E_{k} = - 4J$。
以上是一些高三物理動(dòng)量經(jīng)典例題,通過這些例題可以加深對(duì)動(dòng)量的理解,提高解題能力。
例題:
質(zhì)量為 m 的小球以初速度 v0 水平拋出,經(jīng)時(shí)間 t 落地。在下列哪個(gè)時(shí)刻小球動(dòng)量變化量最大?
A. 小球剛要落地時(shí)
B. 小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t/2 時(shí)
C. 小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 時(shí)
D. 小球落地前
解析:
小球在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力,所以動(dòng)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(shí)間的乘積得出。
小球在運(yùn)動(dòng)過程中,重力一直做負(fù)功,所以小球的動(dòng)能一直減小。當(dāng)小球剛要落地時(shí),小球的動(dòng)能最小,速度也最小,此時(shí)動(dòng)量的變化量最大。因此,正確答案是A。
答案:A。