高中物理動量守恒例題及答案有很多,下面提供一個關于碰撞的例題,供您參考:
例:
質量為3m的木塊在光滑水平面上以速度v與一個質量為2m的靜止木塊發生碰撞,碰撞后2m的木塊獲得了速度v1,那么碰撞過程中哪些物理量不能守恒?
A.動能
B.速度
C.動量
D.總動量
答案:BCD。
解析:
碰撞過程遵守動量守恒定律,因此碰撞過程中總動量保持不變。由于碰撞前后的速度方向相同,因此碰撞前后動能也保持不變。但是,由于碰撞過程中有能量損失,因此速度不守恒。
具體來說,假設碰撞前后的速度分別為v和v1,則碰撞過程中動量的變化量為Δp = 3mv - 0 = 3mv,因此碰撞后的動量為3mv。由于碰撞前后速度方向相同,因此碰撞后的速度為v1 = v - mv/3。因此,碰撞過程中的動能、速度和總動量都保持不變。
需要注意的是,本題中的選項B和C是錯誤的,因為速度是狀態量,而動能和總動量是過程量,它們都與碰撞過程中的能量損失有關。因此,本題答案為BCD。
除了這個例題之外,高中物理動量守恒例題及答案還有很多。您可以參考其他題目和答案,了解更多關于動量守恒定律的應用和解題方法。
題目:
一個質量為 m 的小球,在距離地面高度為 H 的光滑斜面上自由下滑。當它到達地面時,它的動量和重力做的功分別是多少?
答案:
首先,小球在下滑過程中,其動量守恒。由于沒有受到外力作用,所以其動量保持不變。
設小球開始時的動量為 p_0,方向沿斜面向下。由于動量是矢量,我們需要知道其大小和方向。
當小球到達地面時,它的速度為 v,方向沿地面。根據動量定理,小球的動量 p = p_0 - mgsinθ,其中 mgsinθ 是重力在斜面方向上的分力。由于小球已經到達地面,所以它的速度方向與初始動量方向相反。
因此,小球到達地面時的動量為 p = -p_0 - mgsinθ,其中 "-p_0" 表示速度方向與初始動量方向相反。
接下來,我們需要計算重力做的功。重力做功與路徑無關,只與初末狀態有關。因此,我們需要知道小球在初始位置時的動能和在末位置時的動能。
在初始位置時,小球的動能 E_k = 0.5 m v_0^2,其中 v_0 是初始速度。由于小球在斜面上自由下滑,它的初始速度 v_0 是沿斜面向下的。
當小球到達地面時,它的動能 E_k = 0.5 m v^2,其中 v 是小球到達地面時的速度。由于小球已經到達地面,所以它的速度 v 是沿地面的。
重力做的功等于小球的動能變化量,即 W = 0.5 m v^2 - 0.5 m v_0^2。由于重力做正功,所以重力做的功等于末動能減去初動能。
現在我們就可以求解這個問題了。首先,我們假設初始動量為 p_0 = 10 kg m/s,方向沿斜面向下。其次,我們假設小球的初始速度為 v_0 = 5 m/s(這個速度可以根據實際情況調整)。最后,我們假設小球的質量為 m = 1 kg。
帶入這些數值后,我們可以得到 p = -10 kg m/s(方向沿地面),以及 W = -25 J(負號表示重力做正功)。
所以,當小球到達地面時,它的動量為 -10 kg m/s(方向沿地面),而重力對這個過程做的功為 -25 J。