高中物理動量守恒定律經(jīng)典例題有以下幾個:
1. 完全彈性碰撞例題:在一個質(zhì)量為M的物體上疊著一個質(zhì)量為m的物體,在某一高度處讓兩個物體一起下落,M在m上,到達(dá)地面后發(fā)生完全彈性碰撞。這個過程中,動量守恒,機械能也守恒。
2. 完全非彈性碰撞例題:兩個物體以相同的速度相撞,其中一個物體是斜面,另一個是靜止的。這個過程中,動量守恒,機械能不守恒,因為有一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
3. 碰撞過程分析例題:一個物體在光滑水平面上以一定的速度撞擊另一個靜止的物體。在這個過程中,由于動量守恒,撞擊后兩個物體的總動能要比原來的動能小,因為有一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
4. 火箭發(fā)射例題:火箭在發(fā)射過程中,燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體,推動火箭向上運動。這個過程中,火箭的動量和動能都守恒。
5. 子彈打木塊例題:子彈射入木塊后共同運動,這個過程中,子彈對木塊的力與木塊對子彈的力是一對作用力與反作用力,由于相互作用時間很短,內(nèi)能變化很小,可以忽略不計,因此系統(tǒng)動量守恒。
通過這些例題,可以更好地理解和應(yīng)用高中物理動量守恒定律。
題目:
一個質(zhì)量為 m 的小球,在距離地面高度為 H 的光滑斜面上上下滾動。初始時,小球在斜面上頂端,斜面的傾角為 θ。求小球滾落到地面的時間。
解析:
1. 小球在斜面上受到重力和斜面的支持力,這兩個力的合力可以分解為沿著斜面向下的分力和垂直于斜面向上的分力。
2. 小球在垂直于斜面的方向上沒有受到外力作用,因此在這個方向上動量守恒。
設(shè)小球在垂直于斜面的方向上的速度為 v1,在沿著斜面的方向上的速度為 v2。根據(jù)動量守恒定律,初始時刻小球的動量為:
P = m v1
由于小球在垂直于斜面的方向上沒有受到外力作用,所以在這個方向上的動量守恒,即初始時刻垂直于斜面的動量與末時刻垂直于斜面的動量相等。因此有:
m v1 = 0
由于小球在斜面上滾動,所以小球在沿著斜面的方向上受到重力和斜面的支持力的合力作用,合力大小為:
F = mg sinθ
根據(jù)牛頓第二定律,這個合力產(chǎn)生的加速度為:
a = F / m = g sinθ
由于小球在沿著斜面的方向上做勻加速運動,所以可以求出小球滾落到地面時的速度:
v2 = at = g sinθ t
根據(jù)速度公式,可以求出小球滾落到地面所需的時間:
t = sqrt(2 H / g sinθ)
答案:小球滾落到地面所需的時間為 sqrt(2 H / g sinθ)。
這個例題展示了如何使用動量守恒定律來解決一個具體的問題,同時也強調(diào)了應(yīng)用動量守恒定律的條件和步驟。