高三物理能量守恒模型題有很多,以下列舉幾個例子:
1. 彈簧模型:一個系統內有彈簧,那么在碰撞過程中,系統內彈力的沖量與系統動量的變化必定相等,由此可以建立能量守恒關系。
2. 單擺模型:在一個單擺系統中,系統的動量和能量在碰撞前后保持不變。
3. 子彈打木塊模型:兩個物體組成的系統,在碰撞過程中動量的變化等于系統受到的合外力,但系統的總動能不增加。
4. 斜面模型:一個斜面體和小物體組成的系統,當它們發生碰撞時,系統的動量和總動能守恒。
5. 子彈射擊固定目標模型:在這個模型中,系統的動量和總動能守恒,可以通過分析子彈和目標的位置變化來確定能量轉化的情況。
此外,還有多過程能量守恒模型題等等。這些題目都能夠綜合考查學生對能量守恒定律的理解和應用能力。
題目:一個質量為5kg的物體,在離地面高為10m的高處,以8m/s的初速度水平拋出。求物體在空中運動過程中,動量的變化量。
解答:
首先,我們需要知道物體在空中運動的時間,這個時間可以通過物體做平拋運動的公式來計算:
h = 1/2gt^2
其中,h 是物體的高度,g 是重力加速度,t 是時間。將已知數據代入公式,得到:
10 = 1/2 10 t^2
解得:t = 2s
接著,我們需要知道物體在空中運動的過程中,速度的變化量。由于物體是做平拋運動,所以它的速度變化量可以分解為水平方向和豎直方向的速度變化量。在水平方向上,物體的速度不變;在豎直方向上,物體的速度變化量為:
Δv_y = gt = 2 2 = 4m/s^2
最后,我們需要將這個速度變化量轉化為動量的變化量。根據動量定理,動量的變化量等于合力的沖量,即:
ΔP = F Δt
其中,ΔP 是動量的變化量,F 是合外力,Δt 是時間。由于物體只受重力作用,所以合外力的大小為:F = mg = 5 10 = 50N。將已知數據代入公式,得到:
ΔP = 50 2kg·m/s = 100kg·m/s
所以,物體在空中運動過程中,動量的變化量為100kg·m/s。