高三物理動(dòng)量經(jīng)典例題解析有以下幾個(gè):
例1:一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在距地面一定高度時(shí),正以某一速度豎直向下運(yùn)動(dòng),與地面發(fā)生碰撞,反彈上升。若上升和下降過(guò)程中受到的空氣阻力大小相等,且均為 f ,求:
(1)小球受到空氣阻力的作用;
(2)小球受到的沖量大小;
(3)若小球在碰撞地面前瞬間靜止在地面上,則碰撞過(guò)程中小球受到的沖量大小。
解析:
(1)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到重力、空氣阻力的作用。
(2)小球下落過(guò)程,由動(dòng)量定理得:$mg - f = mv_{1}$,方向向下;小球上升過(guò)程,由動(dòng)量定理得:$f = mv_{2} - mv_{1}$,方向向上。
(3)碰撞前瞬間靜止在地面上,則小球的速度為零,由動(dòng)量定理得:$f \bigtriangleup t = 0 - mv_{0}$,方向向上。
例2:質(zhì)量為 m 的小球以速度 v 水平向右運(yùn)動(dòng),與墻壁發(fā)生碰撞,并反彈回來(lái)。設(shè)向右為正方向,其動(dòng)量變化量為$\Delta p$,動(dòng)量的變化量為$\Delta p = \Delta p_{x} + \Delta p_{y}$,其中$\Delta p_{x}$和$\Delta p_{y}$分別表示水平方向和豎直方向上的動(dòng)量變化量。則:
(1)小球與墻壁碰撞前后瞬間水平方向和豎直方向的速度變化量各是多少?
(2)小球與墻壁碰撞過(guò)程中,小球受到的沖量大小是多少?
解析:(1)小球與墻壁碰撞前后瞬間水平方向速度不變,豎直方向速度變化量為零。
(2)小球與墻壁碰撞過(guò)程中受到墻壁的作用力作用時(shí)間很短,所以沖量大小為:$I = \Delta p = \Delta v = \sqrt{2m(v^{2} - 0)} = mv$。
例3:質(zhì)量為 m 的物體靜止在光滑水平面上,先對(duì)它施加一水平向右的恒力 F 1 ,經(jīng)時(shí)間 t 后撤去 F_{1} ,立即施加一反向的恒力 F_{2} ,經(jīng)時(shí)間 t 后物體回到出發(fā)點(diǎn)。求:
(1)物體受到的阻力大小;
(2)作用于物體上的所有力的沖量和合力的沖量的大小關(guān)系。
解析:(1)物體先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),后做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律有:$F_{1} - f = ma$;$F_{2} + f = ma$;物體從A到B過(guò)程有:$x = \frac{1}{2}at^{2}$;物體從B返回到A過(guò)程有:$- x = \frac{1}{2}at^{2}$;解得物體受到的阻力大小為f = \frac{F_{1}}{3}。
(2)作用于物體上的所有力的沖量和合力的沖量的大小相等。
以上就是一些高三物理動(dòng)量經(jīng)典例題解析,通過(guò)這些例題,可以更好地理解和掌握動(dòng)量的相關(guān)知識(shí)。
例題:
一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球,在距地面高度為 H 的位置以初速度 v0 拋出,不計(jì)空氣阻力,求小球落地時(shí)的動(dòng)量。
解析:
1. 選取拋出點(diǎn)為動(dòng)量起點(diǎn),以小球的初速度方向?yàn)檎较颉?span style="display:none">fT6物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
2. 小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到重力和空氣的阻力,但空氣阻力可以忽略不計(jì)。
3. 小球在空中做斜拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng),水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)動(dòng)量定理,小球落地時(shí)的動(dòng)量可以表示為:
P = mv = (m v0) - (m gH)t = (m v0) - m gH(1/v - 1/v0)
其中,t 是小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,可以通過(guò)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式 h = 1/2gt^2 求解。
解得:P = (m v0 - m gH(v0 - v))
因此,小球落地時(shí)的動(dòng)量為 (m v0 - m gH(v0 - v))。其中,v 是小球落地時(shí)的速度,可以通過(guò)水平方向和豎直方向的速度合成得到。由于空氣阻力不計(jì),小球落地時(shí)的速度可以近似為 v = v0 + gt。
答案:小球落地時(shí)的動(dòng)量為 (m v0 - m gH(v0 - gt))。其中,g 是重力加速度,t 是小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。這個(gè)例題考察了動(dòng)量的定義、動(dòng)量定理的應(yīng)用以及自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)。