高三物理動量經典例題解析有以下幾個:
例1:一個質量為 m 的小球,在距地面一定高度時,正以某一速度豎直向下運動,與地面發生碰撞,反彈上升。若上升和下降過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,則碰撞過程中小球受到的沖量大小。
解析:
(1)小球在運動過程中受到重力、空氣阻力的作用。
(2)小球下落過程,由動量定理得:$mg - f = mv_{1}$,方向向下;小球上升過程,由動量定理得:$f = mv_{2} - mv_{1}$,方向向上。
(3)碰撞前瞬間靜止在地面上,則小球的速度為零,由動量定理得:$f \bigtriangleup t = 0 - mv_{0}$,方向向上。
例2:質量為 m 的小球以速度 v 水平向右運動,與墻壁發生碰撞,并反彈回來。設向右為正方向,其動量變化量為$\Delta p$,動量的變化量為$\Delta p = \Delta p_{x} + \Delta p_{y}$,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)小球與墻壁碰撞過程中受到墻壁的作用力作用時間很短,所以沖量大小為:$I = \Delta p = \Delta v = \sqrt{2m(v^{2} - 0)} = mv$。
例3:質量為 m 的物體靜止在光滑水平面上,先對它施加一水平向右的恒力 F 1 ,經時間 t 后撤去 F_{1} ,立即施加一反向的恒力 F_{2} ,經時間 t 后物體回到出發點。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系。
解析:(1)物體先做勻加速直線運動,后做勻減速直線運動,設加速度大小為a,根據牛頓第二定律有:$F_{1} - f = ma$;$F_{2} + f = ma$;物體從A到B過程有:$x = \frac{1}{2}at^{2}$;物體從B返回到A過程有:$- x = \frac{1}{2}at^{2}$;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量經典例題解析,通過這些例題,可以更好地理解和掌握動量的相關知識。
例題:
一個質量為 m 的小球,在距地面高度為 H 的位置以初速度 v0 拋出,不計空氣阻力,求小球落地時的動量。
解析:
1. 選取拋出點為動量起點,以小球的初速度方向為正方向。
2. 小球在空中運動時受到重力和空氣的阻力,但空氣阻力可以忽略不計。
3. 小球在空中做斜拋運動,在豎直方向上做勻減速運動,水平方向上做勻速直線運動。
根據動量定理,小球落地時的動量可以表示為:
P = mv = (m v0) - (m gH)t = (m v0) - m gH(1/v - 1/v0)
其中,t 是小球在空中運動的時間,可以通過自由落體運動的公式 h = 1/2gt^2 求解。
解得:P = (m v0 - m gH(v0 - v))
因此,小球落地時的動量為 (m v0 - m gH(v0 - v))。其中,v 是小球落地時的速度,可以通過水平方向和豎直方向的速度合成得到。由于空氣阻力不計,小球落地時的速度可以近似為 v = v0 + gt。
答案:小球落地時的動量為 (m v0 - m gH(v0 - gt))。其中,g 是重力加速度,t 是小球在空中運動的時間。這個例題考察了動量的定義、動量定理的應用以及自由落體運動的知識。