《大学物理》第3单元课后答案 高等教育出版社.pdf

课后答案网 用心为你服务 大学答案 中学答案 考研答案 考试答案 最全最多的课后习题参考答案 尽在课后答案网 Khdaw团队一直秉承用心为大家服务的宗旨 以关注学生的学习生活为出发点 旨在为广大学生朋友的自主学习提供一个分享和交流的平台 爱校园 课后答案网 淘答案 作业登记号 学号 姓名 单元三 杭州电子科技大学 Page 13 大学物理习题集 上册 单元三 一 冲量和动量 一 选择题一 选择题 1 在两个质点组成的系统中 若质点之间只有万有引力作用 且此系统所受外力的矢量和为零 则 此系统 D A 动量和机械能一定都守恒 B 动量与机械能一定都不守恒 C 动量不一定守恒 机械能一定守恒 D 动量一定守恒 机械能不一定守恒 2 如图所示 置于水平光滑桌面上质量分别为m1和m2的物体A和B之间 夹有一轻弹簧 首先用双手挤压A和B使弹簧处于压缩状态 然后撤掉 外力 则在A和B被弹开的过程中 B A 系统的动量守恒 机械能不守恒 B 系统的动量守恒 机械能守恒 C 系统的动量不守恒 机械能守恒 D 系统的动量与机械能都不守恒 3 质量为 m 的小球 以水平速度 v 与固定的竖直壁作弹性碰撞 设指向壁内的方向为正方向 则由 于此碰撞 小球的动量变化为 D A mv B 0 C 2mv D 2mv 4 如图所示 质量为 m 的质点 沿正三角形 ABC 的水平光滑轨道匀速度 v 运动 质点越过 A 点时 轨道作用于质点的冲量的大小 C A mv B 2mv C 3mv D 2mv 5 质量为 20 g 的子弹 以 400 m s 的速度沿图示方向射入一原来静止的质量为 980 g 的摆球中 摆 线长度不可伸缩 子弹射入后与摆球一起运动的速度为 A A 4 m s B 8 m s C 2 m s D 7 m s 6 如图所示 一斜面固定在卡车上 一物块置于该斜面上 在卡车沿水平方向加速起动的过程中 物块在斜面上无相对滑动 说明在此过程中摩擦力对物块的冲量 D A 水平向前 B 只可能沿斜面上 C 只可能沿斜面向下 D 沿斜面向上或向下均有可能 7 关于质点系动量守恒定律 下列说法中正确的是 C A 质点系不受外力作用 且无非保守内力时 动量守恒 题 2 图 A m1 m2 B 题4 图 题5 图题6 图 w w w k h d a w c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元三 杭州电子科技大学 Page 14 大学物理习题集 上册 B 质点系所受合外力的冲量的矢量和为零时动量守恒 C 质点系所受合外力恒等于零 动量守恒 D 动量守恒定律与所选参照系无关 8 一轻弹簧竖直固定于水平桌面上 如图所示 小球从距离桌面高为 h处以初速度v0落下 撞击弹簧后跳回到高为h处时速度仍为v0 以小球 为系统 则在这一整个过程中小球的 A A 动能不守恒 动量不守恒 B 动能守恒 动量不守恒 C 机械能不守恒 动量守恒 D 机械能守恒 动量守恒 二 填空题二 填空题 9 质量m的小球 以水平速度v0与光滑桌面上质量为M的静止斜劈作完全 弹性碰撞后竖直弹起 则碰后斜劈的运动速度值 v 0 v M m 10 如图所示 有m千克的水以初速度 1 v 进入弯管 经t秒后流出时 的速度为 2 v 且v1 v2 v 在管子转弯处 水对管壁的平均冲力大小 是 t mv F 方向 向下 管内水受到的重力不考虑 11 质量为m的物体 初速极小 在外力作用下从原点起沿x轴正向 运动 所受外力方向沿x轴正向 大小为F kx 物体从原点运动到坐标为x0的点的过程中所受外力 冲量的大小为 2 0 mkx 12 质量为M的车沿光滑的水平轨道以速度v 0前进 车上的人质量为m 开始时人相对于车静止 后 来人以相对于车的速度v向前走 此时车速变成V 则车与人系统沿轨道方向动量守恒的方程应写为 m 0 VmMVM vv 13 如图所示 一光滑的滑道 质量为 M 高度为 h 放在一光滑水平 面上 滑道底部与水平面相切 质量为 m 的小物块自滑道顶部由静止 下滑 则物块滑到地面时 滑道的速度为 MMm ghm 2 2 14 质量为m 2kg的物体 所受合外力沿x正方向 且力的大小随时间变化 其规律为 F 4 6t sI 问当t 0到t 2s的时间内 力的冲量i20I 物体动量的增量i20P 15 粒子 B 的质量是粒子 A 的质量的 4 倍 开始时 A 粒子的速度为3j4i 粒子 B 的速度为 题10 题 13 图 h m M 光滑 题 9 图 m M m 0 v 题 8 图 h v0 w w w k h d a w c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元三 杭州电子科技大学 Page 15 大学物理习题集 上册 j7i 2 由于两者的相互作用 粒子 A 的速度变为7j4i 此时粒子 B 的速度为j5i 16 一园锥摆 质量为 m 的小球在水平面内以角速度 匀速转动 在小球转动一周过程中 1 小球动量增量的大小等于 0 2 小球所受重力的冲量的大小等于 2 mg 3 小球所受绳子拉力的冲量大小等于 2 mg 三 判断题三 判断题 17 物体的动能不变 动量也不变 错 18 一质子轰击一 粒子时因未对准而发生轨迹偏转 假设附近没有其它带电粒子 则在这一过程中 由此质子和 粒子组成的系统 动量和能量都守恒 对 四 计算题四 计算题 19 一质量M 10 kg的物体放在光滑的水平桌面上 并与一水平轻 弹簧相连 弹簧的倔强系数K 1000 N m 今有一质量m 1 kg的小 球以水平速度v0 4 m s飞来 与物体M相撞后以v1 2 m s的速度弹 回 试问 1 弹簧被压缩多少长度 小球和物体的碰撞是完全弹性碰撞吗 2 若小球和物体相撞后粘在一起 则上面所问的结果又如何 解 研究系统为小球和物体及弹簧 系统水平方向上不受外力 动量守恒 取 X 轴正方向向右 Mvmvmv 10 vv M m v 10 物体的速度大小 s m6 0v 物体压缩弹簧 根据动能定理 22 Mv 2 1 kx 2 1 弹簧压缩量 v k M x m06 0 x 碰撞前的系统动能 J8mv 2 1 E 2 00k 碰撞后的系统动能 J8 3Mv 2 1 mv 2 1 E 22 1k 所以系统发生的是非完全弹性碰撞 若小球和物体相撞后粘在一起 动量守恒 v Mm mv0 0 v Mm m v 物体的速度大小 s m364 0 v 弹簧压缩量 v k Mm x m038 0 x 系统动能损失更大 为完全非弹性碰撞 题 19 图 m 题 16 图 w w w k h d a w c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元三 杭州电子科技大学 Page 16 大学物理习题集 上册 20 设想有两个自由质点 其质量分别为m1和m2 它们之间的相互作用符合万有引力定律 开始时 两质点间的距离为l 它们都处于静止状态 试求当它们的距离变为l 2 1 时 两质点的速度各为多少 解 两自由质点组成的系统在自身的引力场中运动时 系统的动量和机械能均守恒 设两质点的间 距变为l 2 时 它们的速度分别为v1及v2 则有 0 2211 vvmm 3 分 l mGm mm l mGm 212 22 2 11 21 2 2 1 2 1 vv 4 分 联立 解得 2 21 21 mml G m v 2 21 12 mml G m v 3 分 单元三 二 质点力学习题课 一 选择题一 选择题 1 质点的质量为 m 置于光滑球面的顶点 A 处 球面固定不动 如图 所示 当它由静止开始下滑到球面上 B 点时 它的加速度的大小为 D A cos1 2 ga B singa C ga D 2222 sin cos1 4gga 2 一质量为 m 的质点 自半径为 R 的光滑半球形碗口由静止下滑 质点在碗内某处的速率为 v 则 质点对该处的压力数值为 B A R m 2 v B R m 2 3 2 v C R m 2 2 v D R m 2 5 2 v 3 一船浮于静水中 船长 L 质量为 m 一个质量也为 m 的人从船尾走到船头 不计水和空气的阻 力 则在此过程中船将 C A 不动 B 后退 L C 后退L 2 1 D 后退L 3 1 4 木块 m 从倾角为 的固定光滑斜面下滑 当下降高度为 h 时 重力的瞬时功率为 D A 2mggh B cos2mggh C sin 2 gh mg D sin2mggh 5 质量分别为m1 m2的两个物体用一劲度系数为k的轻弹簧相联 放在水平光滑桌面上 如图所示 当 两物体相距x时 系统由静止释放 已知弹簧的自然长度为x0 则当物体相距x0时 m1的速度大小为 D A 1 2 0 m xxk B 2 2 0 m xxk 题 5 图 k m1 m2 题 1 图 A B w w w k h d a w c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元三 C 21 2 0 mm xxk D 211 2 02 mmm xxkm 二 填空题二 填空题 6 质量为 m 的质点 作半径为 R 的圆周运动 路程 s 随时间 t 的变化规律为 3 1 Sbtct 3 式中 b c 为常数 则质点受到的切向力cmt2Ft 质点受到的法向力 22 n ctb R m F 7 子弹在枪筒里前进时受到的合力为t 3 104 400F 5 子弹从枪口射出时速度为 300 m s 假设 子弹离开枪口处合力刚好为零 则 1 子弹走完枪筒全长所用的时间s 1000 3 t 2 子弹在枪筒中受力的冲量 1 mskg6 0I 3 子弹的质量kg002 0m 8 质量为 m 1 kg 物体 从静止出发在水平面内沿 X 轴运动 其受力方向与运动方向相同 合力大 小为 那么 物体在开始运动的 3 m内 合力做功x23F A 18J x 3 m时 其速率为 1 ms6v 9 一人拉住在河水中的船 使船相对于岸不动 以地面为参考系 人对船所做的功 0 以流水为参考系 人对船所做的功 0 填 0 0 或 0 10 质量为m1的弹簧枪最初静止于光滑水平面上 今有一质量为m2的光滑小球射入弹簧枪的枪管内 并开始压缩弹簧 设小球的初速度为v0 枪管内轻弹簧的倔强系数为k 则弹簧的最大压缩量 是 0 21 21 max v mm k mm x 三 计算题三 计算题 11 质量为 1 kg 的物体 它与水平桌面间的摩擦系数 0 2 现对物体施以 F 10t SI 的力 t 表示时刻 力的方向保持一定 如图所示 如 t 0 时物体静止 则 t 3 s 时 它的速度大小 v 为 多少 30 F 解 由题给条件可知物体与桌面间的正压力 mgFN 30sin 1 分 物体要有加速度必须 NF 30cos 2 分 题 11 图 即 mgt 3 5 0 s256 0 tt 1 分 物体开始运动后 所受冲量为 t t tNFI 0 d 30cos 杭州电子科技大学 Page 17 大学物理习题集 上册 w w w k h d a w c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元三 杭州电子科技大学 Page 18 大学物理习题集 上册 96 1 83 3 0 2 0 2 tttt t 3 s I 28 8 N s 2 分 则此时物体的动量的大小为 Im v 速度的大小为 8 28 m I v m s 2 分 的运动方程为 内做的功 2 在 t 1 s 时 力的瞬时功率 解 1 力做的功 牛顿第二定律 12 一沿 x 轴方向的力作用在质量为 m 3 0 kg 的质点上 已知质点 32 tt4t 3x 求 1 力在最初 4s dxxmFdxrdFA rmF J528A t68x dt t 3t83 dx 2 2 1 t t 322 dt t18t72t8224 mdt t 3t83 t68 mA 2 功率 12 sJ12 t 3t83 t68 mFv dt dA P 1 sJ12P 13 两个质量分别为m1和m2的木块A和B 用一个质量忽略不计 劲度系数为k的弹簧联接起来 放置在光滑水平面上 使A紧靠墙 壁 如图所示 用力推木块B使弹簧压缩x0 然后释放 已知m1 m m2 3m 求 1 释放后 A B 两木块速度相等时的瞬时速度的大小 解 1 释放墙壁 设此时B的 有 2 释放后 弹簧的最大伸长量 后 弹簧恢复到原长时A将要离开速度为vB0 由机械能守恒 2 3 2 1 2 0 2 0B mkxv 2 分 得 m x B 3 00 v k 1 分 A 离开墙壁后 系统动量守恒 机械能 v 系统在光滑水平面上运动 守恒 当弹簧 伸长量为x时有 022211B mmmvv 2 分 2 02 2 22 22 11 22 1 2 1 2 11 B mmkxmvvv 2 分 当v1 v2时 由式 解出 v1 v2 m x B 34 4 3 00 v k3 1 分 2 弹簧有最为零v1 v2 解出 大伸长量时 A B的相对速度 3vB0 4 再由式 0max 2 1 xx 2 分 为多少 解 小球和钢板发生弹性碰撞 不计重力 动量守恒和机械能守恒 选取如图所示的坐标 14 一轻弹簧 倔强系数K 竖直固定在地面上 试求质量为m的小球从钢板上方h处自由落下 与钢板发生弹性碰撞 则小球从原来钢板位置上升的最大高度为多少 弹簧能再压缩的长度 题 13 图 A B k m1 m2 w w w k h d a w c o m 课后答案网 作业登记号 学号 姓名 单元三 210 Mvmvmv 2 2 2 11 2 01 Mv 2 1 vm 2 1 vm 2 1 题 14 图 gh2