- 高考物理动量守恒
高考物理动量守恒定律包括以下几种情况:
1. 完全弹性碰撞:碰撞前后物体动能之和不变,即总动量守恒,总动能不变。
2. 非完全弹性碰撞:碰撞前后物体动能之和变小,即系统动量守恒,但系统有机械能损失,即机械能不守恒,这部分损失的机械能转化为热(内能)。
3. 物体碰撞时粘连在一起的运动:碰撞过程中物体动量守恒。
4. 爆炸时的动量守恒:爆炸过程时间极短,可以认为系统在爆炸前后的动量是守恒的。
5. 子弹打木块问题:子弹打入木块后,由于相互作用力,系统动量也是守恒的。
请注意,以上只是动量守恒定律在具体问题中的一些表现形式,具体问题还需要根据实际情况进行分析。
相关例题:
题目:一个质量为$m$的小球,从高度为$H$的斜面顶端自由下滑,斜面长为L,与水平面平滑连接。不计空气阻力,取重力加速度为$g$。
1. 如果斜面光滑,求小球滑到斜面底端时的速度大小。
2. 如果斜面粗糙,且与水平面摩擦因数为$\mu$,求小球滑到斜面底端时的速度大小。
3. 在上述情况下,当小球滑到斜面底端时对水平面的冲击力有多大?
解析:
1. 如果斜面光滑,小球在下滑过程中只受重力作用,满足动量守恒定律。根据动量守恒定律,有:
mvt = 0
其中:$mvt$表示小球滑到底端时的动量。
由于小球做自由落体运动,所以小球在底端的速度为:
v = sqrt(2gH)
所以有:
mvt = 0
解得:$mvt = 0kg \cdot m/s$
2. 如果斜面粗糙,小球在下滑过程中受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用。同样满足动量守恒定律。根据动量守恒定律,有:
mvt = mvl + Mv1
其中:$Mv1$表示水平面对小球的冲击力。
由于小球做匀加速运动,所以有:
v = sqrt(2a(L-H))
其中a为小球加速度。
根据牛顿第二定律,有:
mg - f = ma
其中f为摩擦力。
解得:$f = mg - mu$
所以有:
mvt = mvl + Mv1
解得:Mv1 = (m - mug)vsqrt(2a(L-H))kg·m/s
其中vsqrt表示对速度平方的平方根。
3. 当小球滑到斜面底端时,对水平面的冲击力为Mv1。由于冲击力是瞬间作用在水平面上的,所以冲击力的大小可以根据动量守恒定律求出。根据动量守恒定律,有:
mvt = Mv1 + M'v2
其中M'v2表示水平面对小球的冲击后速度。由于冲击力是瞬间作用在水平面上的,所以冲击后速度为零。所以有:
M'v2 = 0kg·m/s
解得:M = m - mugsqrt(2a(L-H))kg
其中mugsqrt表示对摩擦力平方和加速度平方的平方根。所以当小球滑到斜面底端时,对水平面的冲击力为M。
答案:
当小球滑到斜面底端时,如果斜面光滑,速度大小为sqrt(2gH)kg·m/s;如果斜面粗糙且与水平面摩擦因数为$\mu$,速度大小为(m - mug)vsqrt(2a(L-H))kg·m/s;当小球滑到斜面底端时对水平面的冲击力为m - mugsqrt(2a(L-H))kg。
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