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初中物理高中物理动量守恒例题讲解考点

更新时间:2024-10-03 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

高中物理动量守恒例题讲解主要包括以下几种:YUx物理好资源网(原物理ok网)

1. 完全弹性碰撞例题:两个完全相同的木块并排静止在光滑水平面上,其中一个木块上有一个小缺口。给两个木块以共同的速度v0,它们会发生什么现象?YUx物理好资源网(原物理ok网)

这个问题可以用动量守恒定律来解答。在两个木块发生碰撞的过程中,它们系统在碰撞前后动量守恒,即初始动量和碰撞后的动量相等。由于两个木块是完全相同的,因此它们的碰撞是完全弹性碰撞,即没有能量损失。YUx物理好资源网(原物理ok网)

例题的详细解答过程如下:YUx物理好资源网(原物理ok网)

设两个木块的质量分别为m1和m2,初始速度为v0。根据动量守恒定律,有:YUx物理好资源网(原物理ok网)

m1v0 = (m1 + m2)v1YUx物理好资源网(原物理ok网)

其中v1是碰撞后的速度。由于碰撞是完全弹性的,因此有:YUx物理好资源网(原物理ok网)

m1v0^2 = (m1+m2)v1^2 + (m1-m2)v2^2YUx物理好资源网(原物理ok网)

其中v2是木块上的缺口离开时的速度。将第一个式子代入第二个式子,得到:YUx物理好资源网(原物理ok网)

v1^2 = 2(m1+m2)v0^2 - (m1-m2)v2^2YUx物理好资源网(原物理ok网)

由于两个木块是相同的,因此v2=v0。将这个结果代入上式,得到:YUx物理好资源网(原物理ok网)

v1^2 = 2(m1+m2)v0^2YUx物理好资源网(原物理ok网)

由于v1和v0都是已知的,因此可以求出m1和m2的关系。根据这个关系,可以画出两个木块碰撞后的速度分布图。YUx物理好资源网(原物理ok网)

2. 完全非弹性碰撞例题:有两个相同的木块a和b,质量分别为m和M,静止在光滑水平面上。木块a上有一个小挡板,可以绕轴O转动。给木块a一个速度,使其转动并与木块b发生碰撞。问这个过程中能量损失了多少?YUx物理好资源网(原物理ok网)

这个问题也可以用动量守恒定律来解答。在碰撞过程中,系统动量的总和保持不变,但系统内部分子的动能可能发生了变化。在这个问题中,木块a和b发生的是完全非弹性碰撞,即它们的碰撞过程没有能量损失。因此,整个系统的总动能等于木块a和b的动能之和。但是,由于木块b的质量较大,因此在碰撞过程中它的速度会减小,导致系统的总动能减少。这个减少的动能就是能量损失。YUx物理好资源网(原物理ok网)

例题的详细解答过程如下:YUx物理好资源网(原物理ok网)

设木块a的速度为v0,转动角度为θ。在碰撞过程中,系统动量的总和保持不变,即ma v0cosθ + Mv0 = (ma+M)v1其中v1是碰撞后的速度。由于是完全非弹性碰撞,因此有ma v0^2/2 + Mv0^2/2 = (ma+M)v1^2/2其中v1是碰撞后的速度。将第一个式子代入第二个式子,得到:YUx物理好资源网(原物理ok网)

(ma+M)(v0^2-v1^2)/2 = Mv0^2/2 - Mv^2/2其中v是碰撞后的速度。由于是完全非弹性碰撞,因此能量没有损失。因此,整个系统的总动能等于木块a和b的动能之和。但是,由于木块b的质量较大,因此在碰撞过程中它的速度会减小,导致系统的总动能减少。这个减少的动能就是能量损失的值。具体来说,能量损失等于初始动能减去最终动能再乘以二分之一乘以质量之和乘以光速的平方。YUx物理好资源网(原物理ok网)

通过这些例题讲解,可以帮助同学们更好地理解高中物理动量守恒定律的应用和解题方法。YUx物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

题目:YUx物理好资源网(原物理ok网)

一个质量为 m 的小球,以初速度 v 朝一个固定的挡板撞去。挡板与小球之间的相互作用力是恒定的,大小为 F,方向与小球的运动方向相反。挡板对小球的冲量大小是多少?YUx物理好资源网(原物理ok网)

解答:YUx物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们需要理解动量守恒定律。动量守恒定律指出,在没有外力影响的情况下,一个系统内物体的动量将保持不变。在这个问题中,我们可以将小球和挡板视为一个系统,因为它们之间的相互作用力是恒定的,所以这个系统是封闭的。YUx物理好资源网(原物理ok网)

初始状态:小球的动量为 mvYUx物理好资源网(原物理ok网)

末状态:由于挡板的冲量与小球的动量相反,所以小球的动量会减少。小球的动量减少的大小为 mv,方向与初始动量方向相反。由于挡板的冲量是恒定的,所以小球的动量减少的同时,挡板的动量会增加,大小也为 mv。YUx物理好资源网(原物理ok网)

因此,我们可以得出方程:mv - Ft = (m - Ft)v'YUx物理好资源网(原物理ok网)

其中 t 是挡板对小球的作用时间,v' 是小球在碰撞后的速度。由于我们不知道 t 和 v' 的具体值,所以我们不能直接求解方程。但是,由于题目中给出了 F 和 m 的值,我们可以使用这些信息来求解方程。YUx物理好资源网(原物理ok网)


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