- 高三物理动量经典例题解析
高三物理动量经典例题解析有以下几个:
例1:一个质量为 m 的小球,在距地面 h 高处被以初速度 v 竖直向上抛出,小球能上升的最大高度为 H,设小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变,则:
(1)小球受到的空气阻力大小是多少?
(2)小球从抛出点落回地面过程中的总机械能是多少?
(3)小球落地时的动量是多少?其方向怎样?
解析:
(1)对上升过程,由动能定理得:$- mgH - f h = 0 - frac{1}{2}mv^{2}$,解得$f = frac{1}{2}mv^{2} + mgH$。
(2)对上升和下降过程,由动能定理得:$- mgh - fh = 0 - frac{1}{2}mv^{2}$,解得总机械能$E = mgh + frac{1}{2}mv^{2}$。
(3)小球落地时速度大小为$v^{prime}$,方向竖直向下,由动量定理得:$mg - f = mfrac{v^{prime}}{t}$,解得$p = m(v + v^{prime}) = m(v + gt)$,方向竖直向下。
例2:质量为$m$的小球从光滑的半球形滑槽的顶端A点静止滑下,滑槽的质量为$M$,半径为R,滑槽内壁光滑,求小球运动到最低点B时对滑槽的压力大小。
解析:
(1)小球从A到B的过程中,由动能定理得:$- (M + m)gR = 0 - frac{1}{2}(M + m)v^{2}$,解得$v = sqrt{gR}$。
(2)对滑槽受力分析得:$N - (M + m)g = Mfrac{v^{2}}{R}$,解得$N = (M + m)g + Mfrac{gR}{v^{2}} = (M + m)g + frac{MgR}{gR^{2}} = (M + m)g + M$。
(3)小球对滑槽的压力大小为$(M + m)g + M$。
以上两个例题分别涉及到竖直上抛运动和圆周运动的问题,解题的关键是要熟练掌握动量定理、动能定理和牛顿第二定律等基本规律的应用。
相关例题:
例题:
一个质量为 m 的小球,在距地面高度为 H 的位置以初速度 v0 抛出,不计空气阻力,求小球落地时的动量。
解析:
1. 选取抛出点为动量起点,以小球的初速度方向为正方向。
2. 小球在空中运动时受到重力和空气的阻力,但空气阻力可以忽略不计。
3. 小球在空中做斜抛运动,在竖直方向上做匀减速运动,水平方向上做匀速直线运动。
根据动量定理,小球落地时的动量可以表示为:
P = mv = (m v0) - (m gH)t = (m v0) - m gH(1/v - 1/v0)
其中,t 是小球在空中运动的时间,可以通过自由落体运动的公式 h = v0 t + 1/2 gt^2 求解。
解得:P = (m v0 - m gH(v0^2 + 2gH)) / (v0^2 + gH)
所以,小球落地时的动量为 P = (m v0 - m gH(v0^2 + 2gH)) / (v0^2 + gH)。
这道例题考察了动量的基本概念和计算方法,需要考生对动量定理和自由落体运动有一定的理解。同时,这道题也涉及到了一些实际应用问题,需要考生能够灵活运用所学知识解决实际问题。
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