第二章2 动量守恒和能量守恒--习题解答.ppt

大学物理学 第二章动量守恒和能量守恒 一 选择题 1 A 2 C 3 B 4 A 5 B 6 C 7 A 8 B 9 C 10 C 1 保守力作正功 系统内相应的势能减小 2 正确 3 一对力做功等于其中一个力的大小与相对位移的乘积 临界条件 N 0 F kx mg 11 C 12 C 功能原理 13 C 14 C 15 D 16 C 17 D 1 当绳子下降10cm过程中 重物未被提起 弹簧伸长量为x Mg kx x 10cm 2 当绳子继续下降10cm过程中 弹簧未再发生形变 重物升高h 10cm 功能原理 A mgh kx2 2 3J 18 C 二 填空题 1 1 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 倔强系数 的弹簧 上端固定 下端悬挂重物 当弹簧伸长x0 重物在o处达到平衡 现取重物在o处时各种势能为零 则当弹簧为原长时 系统的重力势能为 系统的弹性势能为 系统的总势能为 13 14 三 计算题 P20 1 如图所示 有两个长方形物体A和B紧靠放在光滑的水平桌面上 已知mA 2kg mB 3kg 有一质量m 100g的子弹以速率V0 800m S水平射入长方体A 经过0 01s 又射入长方体B 最后停留在长方体B内未射出 设子弹射入A时所受到的摩擦力为求 1 子弹在射入A的过程中 B受到A的作用力的大小 2 当子弹留在B中时 A和B的速度的大小 解 1 以A B为系统 以B为对象 由题意得知 联解上四方程得 2 动量定理 求解得到 动量守恒 求解得到 P20 2 矿砂从传送带A落到另一传送带B 其速率大小v1 4m s 速度方向与竖直方向成30度角 而传送带B与水平成15度角 其速度的大小v2 2m s 如果传送带的运送量恒定 设为qm 2000kg h 求矿砂作用在传送带B上的力的大小和方向 P21 3 质量为M 1 5kg的物体 用一长度为l 1 25m的细绳悬挂在天花板上 今有一质量为m 10g的子弹以v0 500m s的水平速度射穿物体 刚穿出物体时子弹的速度大小v 30m s 设穿透时间极短 求 1 子弹刚穿出时绳中的张力大小 2 子弹在穿透过程中所受的冲量 解 1 因穿透时间极短 故可以认为物体未离开平衡位置 因此 作用于子弹 物体系统上的外力均在铅直方向 故系统在水平方向动量守恒 令子弹穿出时物体的水平速度为 2 负号表示冲量方向与v0方向相反 P21 4 一人从10m深的井中提水 起始时桶中装有10kg的水 桶的质量为1kg 由于水桶漏水 每升高1m要漏去0 2kg的水 求水桶匀速地从井中提到井口 人所作的功 桶受到的人的拉力与其重力平衡 且随高度变化 P21 5 一陨石从距地面高位h处由静止开始落向地面 忽略空气阻力 设地球质量为M 半径为R 陨石质量为m 求 1 陨石下落过程中 万有引力的功是多少 2 陨石落地的速度多大 P22 6 质量为2kg的质点受到力 N 的作用 当质点从原点移动到位矢为 m 处时 此力所作的功为多少 它与路径有无关系 如果此力是作用在质点上的唯一的力 则质点的动能将变化多少 解 1 此力所作的功的表达式为 功与积分路径无关 2 当质点从 0 0 移动到 2 3 时 此力所作的功为 3 根据动能定理 质点动能的变化等于合外力所作的功 P22 7 如图所示 一轻质弹簧劲度系数为k 两端各固定一质量均为M的物块A和B 放在水平光滑桌面上静止 今有一质量为m的子弹沿弹簧的轴线方向以速度 0射入一物块而不复出 求此后弹簧的最大压缩长度 解 第一阶段 子弹射入到相对静止于物块A 由于时间极短 可认为物块A还没有移动 应用动量守恒定律 求得物块A的速度