高中物理動(dòng)量守恒例題及答案有很多,下面提供一個(gè)關(guān)于碰撞的例題,供您參考:
例:
質(zhì)量為3m的木塊在光滑水平面上以速度v與一個(gè)質(zhì)量為2m的靜止木塊發(fā)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(dòng)能
B.速度
C.動(dòng)量
D.總動(dòng)量
答案:BCD。
解析:
碰撞過程遵守動(dòng)量守恒定律,因此碰撞過程中總動(dòng)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(dòng)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(shè)碰撞前后的速度分別為v和v1,則碰撞過程中動(dòng)量的變化量為Δp = 3mv - 0 = 3mv,因此碰撞后的動(dòng)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(dòng)能、速度和總動(dòng)量都保持不變。
需要注意的是,本題中的選項(xiàng)B和C是錯(cuò)誤的,因?yàn)樗俣仁菭顟B(tài)量,而動(dòng)能和總動(dòng)量是過程量,它們都與碰撞過程中的能量損失有關(guān)。因此,本題答案為BCD。
除了這個(gè)例題之外,高中物理動(dòng)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(guān)于動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用和解題方法。
題目:
一個(gè)質(zhì)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(dāng)它到達(dá)地面時(shí),它的動(dòng)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(dòng)量守恒。由于沒有受到外力作用,所以其動(dòng)量保持不變。
設(shè)小球開始時(shí)的動(dòng)量為 p_0,方向沿斜面向下。由于動(dòng)量是矢量,我們需要知道其大小和方向。
當(dāng)小球到達(dá)地面時(shí),它的速度為 v,方向沿地面。根據(jù)動(dòng)量定理,小球的動(dòng)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(jīng)到達(dá)地面,所以它的速度方向與初始動(dòng)量方向相反。
因此,小球到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)量為 p = -p_0 - mgsinθ,其中 "-p_0" 表示速度方向與初始動(dòng)量方向相反。
接下來,我們需要計(jì)算重力做的功。重力做功與路徑無關(guān),只與初末狀態(tài)有關(guān)。因此,我們需要知道小球在初始位置時(shí)的動(dòng)能和在末位置時(shí)的動(dòng)能。
在初始位置時(shí),小球的動(dòng)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(dāng)小球到達(dá)地面時(shí),它的動(dòng)能 E_k = 0.5 m v^2,其中 v 是小球到達(dá)地面時(shí)的速度。由于小球已經(jīng)到達(dá)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(dòng)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(dòng)能減去初動(dòng)能。
現(xiàn)在我們就可以求解這個(gè)問題了。首先,我們假設(shè)初始動(dòng)量為 p_0 = 10 kg m/s,方向沿斜面向下。其次,我們假設(shè)小球的初始速度為 v_0 = 5 m/s(這個(gè)速度可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)。最后,我們假設(shè)小球的質(zhì)量為 m = 1 kg。
帶入這些數(shù)值后,我們可以得到 p = -10 kg m/s(方向沿地面),以及 W = -25 J(負(fù)號表示重力做正功)。
所以,當(dāng)小球到達(dá)地面時(shí),它的動(dòng)量為 -10 kg m/s(方向沿地面),而重力對這個(gè)過程做的功為 -25 J。