以下是一些高中物理動(dòng)量定理的經(jīng)典例題:
1. 子彈水平射入靜止在光滑水平面上的木塊,并留在其中。問(wèn)在這個(gè)過(guò)程中,子彈受到的沖量作用與木塊受到彈力的作用,這兩個(gè)沖量的大小關(guān)系如何?
2. 質(zhì)量為5kg的物體受到一個(gè)沿水平方向的推力作用,在10s內(nèi)沿力的方向移動(dòng)了20m的距離。求這一過(guò)程中物體受到的推力和推力的沖量各是多少?
3. 質(zhì)量為5kg的物體在與水平方向成37°角、大小為20N的拉力作用下,從靜止開(kāi)始在水平面上運(yùn)動(dòng)了5m的距離時(shí)撤去拉力。求:
(1)拉力對(duì)物體做的功;
(2)物體克服摩擦力做的功;
(3)物體在整個(gè)過(guò)程中受到的沖量大小。
4. 質(zhì)量為5kg的小球以某一初速度在光滑水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小為2m/s2,求小球的初速度大小。若小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到一個(gè)斜面,小球會(huì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng),設(shè)斜面足夠長(zhǎng),求小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
5. 質(zhì)量為5kg的小球以某一初速度在光滑水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其加速度大小為4m/s2,求小球的初速度大小。若小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到一個(gè)斜面,小球會(huì)沿斜面向下運(yùn)動(dòng),設(shè)斜面足夠長(zhǎng),求小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的最大距離。
以上問(wèn)題均可以運(yùn)用動(dòng)量定理進(jìn)行求解,通過(guò)分析物體受到的沖量和合外力來(lái)計(jì)算動(dòng)量的變化量。
題目:
一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體,在水平地面上受到一個(gè)大小為20N、方向與地面成30度角斜向下的推力作用,物體在水平地面上移動(dòng)了2m的距離,物體與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2。在這個(gè)過(guò)程中,物體的動(dòng)量變化了多少?
解析:
合力的沖量 = 動(dòng)量的變化
其中,合力由推力、摩擦力和重力平行于地面分力的合力組成。
接下來(lái),我們可以根據(jù)已知的力的大小和作用時(shí)間,以及力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如速度、位移等),求出動(dòng)量的變化。
已知推力的大小為:20N
已知推力的方向與水平面夾角為:30度
已知物體在水平地面上移動(dòng)的距離為:2m
已知物體與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為:0.2
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,可求得物體的速度變化:
速度變化 = √(2as) = √(262) = 2√6 m/s
根據(jù)動(dòng)量定理,物體受到的合力沖量等于物體動(dòng)量的變化:
I = ΔP = mv = 5 (2√6) = 10√6 N·s
所以,物體的動(dòng)量變化為:10√6 N·s。
這個(gè)例題主要考察了學(xué)生對(duì)動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用,需要學(xué)生能夠正確分析物體的受力情況,并能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得速度變化,再根據(jù)動(dòng)量定理求得動(dòng)量的變化。