《大学物理》试卷答案--6角动量守恒ppt课件

角动量守恒一选择题 1 人造地球卫星 绕地球作椭圆轨道运动 地球在椭圆的一个焦点上 则卫星的 A 动量不守恒 动能守恒 B 动量守恒 动能不守恒 C 对地心的角动量守恒 动能不守恒 D 对地心的角动量不守恒 动能守恒 2 一质点作匀速率圆周运动时 它的动量不变 对圆心的角动量也不变 它的动量不变 对圆心的角动量不断改变 C 它的动量不断改变 对圆心的角动量不变 D 它的动量不断改变 对圆心的角动量也不断改变 C C 3 假设卫星环绕地球中心作圆周运动 则在运动过程中 卫星对地球中心的 A 角动量守恒 动能也守恒 B 角动量守恒 动能不守恒 C 角动量不守恒 动能守恒 D 角动量不守恒 动量也不守恒 E 角动量守恒 动量也守恒 4 一人造地球卫星到地球中心O的最大距离和最小距离分别是RA和RB 设卫星对应的角动量分别是LA LB 动能分别是EKA EKB 则应有 A LB LA EKA EKB B LB LA EKA EKB C LB LA EKA EKB D LB LA EKA EKB E LB LA EKA EKB A E 5 如图所示 一个小物体 位于光滑的水平桌面上 与一绳的一端相连结 绳的另一端穿过桌面中心的小孔O 该物体原以角速度w在半径为R的圆周上绕O旋转 今将绳从小孔缓慢往下拉 则物体 A 动能不变 动量改变 B 动量不变 动能改变 C 角动量不变 动量不变 D 角动量改变 动量改变 E 角动量不变 动能 动量都改变 E 二填空题6 地球的质量为m 太阳的质量为M 地心与日心的距离为R 引力常量为G 则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为L 7 一质量为m的质点沿着一条曲线运动 其位置矢量在空间直角座标系中的表达式为 其中a b w皆为常量 则此质点对原点的角动量L 此质点所受对原点的力矩M 8 我国第一颗人造卫星沿椭圆轨道运动 地球的中心O为该椭圆的一个焦点 已知地球半径R 6378km 卫星与地面的最近距离 439km 与地面的最远距离 2384km 若卫星在近地点A1的速度v1 8 1km s 则卫星在远地点A2的速度v2 9 如图所示 钢球A和B质量相等 正被绳牵着以w0 4rad s的角速度绕竖直轴转动 二球与轴的距离都为r1 15cm 现在把轴上环C下移 使得两球离轴的距离缩减为r2 5cm 则钢球的角速度w 36rad s 10 若作用于一力学系统上外力的合力为零 则外力的合力矩 填一定或不一定 为零 这种情况下力学系统的动量 角动量 机械能三个量中一定守恒的量是 不一定 动量 三计算题11 光滑圆盘面上有一质量为m的物体A 拴在一根穿过圆盘中心O处光滑小孔的细绳上 如图所示 开始时 该物体距圆盘中心O的距离为r0 并以角速度w0绕盘心O作圆周运动 现向下拉绳 当质点A的径向距离由r0减少到时 向下拉的速度为v 求下拉过程中拉力所作的功 11 解 角动量守恒 2分v 为时小球的横向速度 拉力作功 2分vB为小球对地的总速度 而当时1分 12 在一光滑水平面上 有一轻弹簧 一端固定 一端连接一质量m 1kg的滑块 如图所示 弹簧自然长度l0 0 2m 劲度系数k 100N m 1 设t 0时 弹簧长度为l0 滑块速度v0 5m s 1 方向与弹簧垂直 以后某一时刻 弹簧长度l 0 5m 求该时刻滑块速度的大小和夹角 12 解 由角动量守恒和机械能守恒可得2分1分 1分1分 13 当一质子通过质量较大带电荷为Ze的原子核附近时 原子核可近似视为静止 质子受到原子核的排斥力的作用 它运动的轨道为双曲线 如图所示 设质子与原子相距很远时速度为 沿方向的直线与原子核的垂直距离为b 试求质子与原子核最接近的距离rs 提示 电荷q1 q2距为r时 带电系统的电势能为 式中K为常数 略去质子受到的万有引力作用 13 解 以原子核为坐标原点 作用在质子上的力为有心力 故质子对O点的角动量守恒 2分式中vs是质子离原子核最近时的速度 由能量守恒有 2分由式 和 联立求解得1分 四 回答问题14 一单摆 在摆动过程中 若不计空气阻力 摆球的动能 动量 机械能以及对悬点的角动量是否守恒 为什么 14 答 1 因为重力对小球做功 故它的动能不守恒 1分 2 因为小球受有张力与重力并且合力不为零 故它的动量不守恒 1分 3 因绳张力不做功 也不