以下是一些高中物理動量方面的經(jīng)典例題:
1. 碰撞問題:兩個小球發(fā)生碰撞,在滿足彈性碰撞條件下,系統(tǒng)的動量守恒。例如,兩個小球分別以速度 v1 和 v2 相撞,碰撞前后系統(tǒng)的動量之和應(yīng)該是恒定的。
2. 射擊問題:一個物體以一定的速度 v0 射出槍口,根據(jù)動量守恒定律,這個物體的動量的大小等于 mV0。
3. 滑塊問題:一個靜止的滑塊在粗糙的水平面上滑動,當滑塊受到一個外力作用時,滑塊的動量會發(fā)生改變。
4. 投擲鉛球:鉛球在經(jīng)過一段距離后到達終點,這是一個典型的動量問題。在這個問題中,需要考慮鉛球的質(zhì)量、速度和角度等因素對投擲距離的影響。
5. 火箭發(fā)射:火箭發(fā)射是一個典型的動量問題,需要考慮火箭的質(zhì)量、燃料質(zhì)量和燃燒時間等因素對發(fā)射速度的影響。
這些例題涵蓋了高中物理動量的主要概念和公式,通過解決這些問題可以加深對動量的理解。
題目:
一質(zhì)量為 m 的小球,以初速度 v 朝一個固定的擋板撞去。擋板可以穿透,假設(shè)碰撞是完全彈性的(即碰撞后,小球和擋板的速度交換)。當小球撞到擋板后又反彈回來時,請計算小球在兩次碰撞中的動量變化。
解析:
設(shè)小球在第一次碰撞后的速度為 v1,方向與 v 相反;在第二次碰撞后的速度為 v2。
首先,根據(jù)動量守恒定律,我們可以列出第一次碰撞的方程:
mv = (m - Δm)v1 (1)
其中 Δm 是擋板的質(zhì)量。由于碰撞是完全彈性的,所以碰撞后的速度 v1 和 v 是大小相等、方向相反。因此,v1 = -v。
接著,根據(jù)動量定理,我們可以計算出小球的動量變化:
Δp = mv - (m - Δm)v1 = mv + mv = 2mv (2)
其中 Δp 是動量的變化。
然后,當小球反彈回來時,同樣根據(jù)動量守恒定律,我們可以列出第二次碰撞的方程:(m - Δm)v2 = mv + Δp (3)
其中 Δp 是反彈回來的小球在第二次碰撞前的動量。由于碰撞是完全彈性的,所以碰撞后的速度 v2 和 v 是大小相等、方向相同。因此,v2 = v。
最后,根據(jù)動量定理,我們可以計算出小球的第二次碰撞后的動量:
Δp' = (m - Δm)v2 = (m - Δm)v = mv - Δp (4)
其中 Δp' 是第二次碰撞后的動量變化。
綜上所述,小球的動量變化為 Δp' + Δp = mv + 2mv - (m - Δm)v = 3mv - ΔmΔv。其中 ΔmΔv 是擋板受到的沖量。
答案:小球的動量變化為 3mv - ΔmΔv。