《力学》漆安慎(第二版)答案04章

1、力学(第二版)奇安神功解法第四章动能和势能第四章动能和势能基础知识概述1、工作的定义：在直角坐标系中：在自然坐标系中：在极坐标系统中：2、重力势能弹簧弹性势能静电势能3.动能定理适用于惯性系统、粒子和粒子系统4.机械能定理适用于惯性系统5.机械能守恒定律适用于惯性系统如果只有保守的内力起作用，系统的机械能保持不变。6.碰撞的基本公式E=1表示完全弹性碰撞对于完全非弹性碰撞，E=0对于斜碰撞，牛顿碰撞公式可以应用于球面中心连线的方向。7.肯尼格定理绝对动能=质心动能相对动能应用于两体问题u是两个粒子的相对速度第二，思维问题得到了回答4.1起重机提升重物。求六种情况下合力的正负功：加速上升、均匀上

2、升、缓慢上升和加速下降、均匀下降和缓慢下降。此外，在以恒定速度加速和上升一段距离h的两种情况下，起重机吊钩对重物的拉力的作用是否相同？答案：合力在加速、恒速、减速和加速、恒速和减速六种情况下的正负功分别为：正、0、负、正、0和负。在以恒定速度加速和上升一段距离h的两种情况下，起重机吊钩对重物拉力所做的功是不同的。加速上升；匀速上升。4.2弹簧A和B，刚度系数，(1)将弹簧延伸相同的距离；(2)当将两个弹簧拉伸到一定长度时，所用的力是相同的。在这两种情况下，在拉伸弹簧的过程中，哪个弹簧做的工作更多？回答： (1)延伸同样的距离嘿。(2)，,4.3“当弹簧被拉伸或压缩时，弹簧的势能总是正的。”这个

3、断言正确吗？如果它是不正确的，在什么情况下弹簧势能会是负的。答案：与零势能的选择有关。4.4一起学习：“两个粒子相距很远，引力很小，但引力势能很大；相反，当距离很近时，重力势能很小。想不通”。你能为他解决这个问题吗？答案：让两个物体(粒子)在无穷远处有零势能。4.5如果一个人从休息中走出来，如果鞋底没有在地面上滑动，作用在鞋底上的摩擦力起作用吗？人体的动能来自哪里？用粒子系统的动能定理或能量守恒定律来分析这个问题更方便吗？回答：(1)作用在鞋底上的摩擦力不起作用。(2)人体动能是内力作功的结果。(3)用粒子系统的动能定理分析这个问题很方便。4.6一对静摩擦力所做的功的代数和总是负数吗？肯定吗？

4、零？答案：不一定。4.7力的功与参照系相关吗？一对作用力和反作用力的功的代数和与参考系有关吗？答：(1)相关。如图所示：木块相对于桌面的位移(s-l)；木板做功的滑动摩擦力f(s-l)；如果用木板作为参照系，情况就不同了。(2)不相关。相对位移与参考系的选择有关。(代数和不一定为零)4.8以弹簧自由伸长为弹性势能零点，绘制势能曲线。然后，当弹簧被拉伸或压缩到一定程度时，它就是势能零点，并画出势能曲线。根据不同的势能零点，可以画出几条势能曲线。重力势能和重力势能也是如此。答案(1)弹簧的原始长度是势能零点让势能为零。；(2)重力势能：该位置势能为零，该位置势能为零在零势能时，重力势能是一样的答：

5、机械能是系统在机械运动中的动能和势能的总和。动能与物体相对于参考系统的运动速度有关，而势能属于保守力系统。物体的势能是相对于势能的零点而言的。如果力系统是保守的，物体相对于参考系统是静止的，那么物体的动能和动量为零。系统的机械能是物体相对于系统零势能的势能。因此，物体可以没有动量而有机械能。例如，质量为m的物体(如气球)相对于地面的高度为h。此时，物体和地球系统所拥有的机械能为重力势能，其值为mgh。由于物体此时仍在，它的动量为零。在保守力系统中，如果一个物体移动到某个位置的动能值正好等于该位置相对于势能零点的负势能值，那么该物体的机械能为零，而动量不为零，因为该物体具有动能。因此，物体在没有

6、机械能的情况下也可以有动量。例如，一个物体在离地面h的高度自由下落，以物体和地球为系统，以下落的地方为重力势能的零点。在初始时刻，系统的机械能为v，动能、动量和落地时的系统机械能。4.10质量不同的两个物体的动能相等，哪个物体的动量更大？质量不相等的两个物体动量相等，哪个物体动能更大？回答：假设两个物体的质量和速度是，和。(1)当动能相等时，有，也就是说，有，动量的大小是，并且可以得到。质量大的物体动量值大。(2)当动量相等时，有，也就是说，有，动能分别是，并且可以得到：质量小的物体有更大的动能。4.11如图所示，用线吊住球，将同一根线系在球下，拉动球下的线，逐渐增加力量。哪根线先断了？为什么

7、？如果你突然用力把球拉到细线下面，哪条细线先断？为什么？答：不管用什么样的拉伸方法，细线断裂的原因是它所承受的拉力大于它所能承受的极限拉力。当慢慢增加将球拉下螺纹的力时，拉力通过重球均匀地作用在球上方的螺纹上，而球上方的螺纹除了拉力之外还受到球对的力(等于球的重力)。因此，在逐渐增加张力的过程中，球上方的线的张力被破坏，因为它首先达到极限。突然用更大的力拉下螺纹意味着作用力更大，作用时间更短。拉力是冲力，它首先通过螺纹作用在重球上。然而，因为重球的惯性很大，动量变化很小，在冲量通过重球的位移传递给球上的线之前，较低线上的冲量大于它所能承受的张力极限，所以它首先被打破。4.12当一个物体滑下一个

8、粗糙的表面时，在这个过程中什么力是正的？什么是负面作品？什么力量不起作用？答：当一个物体滑下一个粗糙的表面时，力是：重力、滑动摩擦力和斜面的支撑力。按如下方式一起工作,其中，重力和物体位移之间的角度，所以重力做正功。滑动摩擦与物体位移的夹角与物体位移的夹角相反，所以滑动摩擦起负作用。因为斜面的支撑力垂直于物体的位移，所以斜面的支撑力不起作用。4.13当外力对粒子不起作用时，粒子是否必须以匀速直线运动？答：根据粒子的动能定理，当复合外力对粒子所做的功为零时，粒子的动能保持不变。有两种情况：(1)如果外力组合，粒子将保持其原始运动状态不变，动能自然保持不变。这是牛顿的第一个原理，原来的静态仍将保持

9、静态；那些曾经匀速直线运动的人将会继续匀速直线运动。(2)如果合力总是垂直于粒子的位移，则合力对粒子不起作用。例如，个由线连接的球在平滑的水平面上做圆周运动，拉力不起作用；点电荷垂直进入均匀磁场而产生的圆周运动，磁场力不起作用。这时，粒子以匀速圆周运动。虽然它的动能是恒定的，但它的速度方向是不断变化的，也就是说，它的动量是不断变化的。4.14两个相同的物体处于相同的位置，其中一个水平投掷，另一个沿着斜坡自由滑动，没有摩擦。询问哪个物体先着地。当它们到达地面时，两个速率相等吗？答：如图所示，以平抛物体为A，滑动物体为b。两物体离地面的高度为H，A的水平速度为，坡度为。对甲来说，有、其中中和是甲到

10、达地面的时间和速度。可解的。对乙来说，有，其中中和是指B到达地面所用的时间和速度。此外，可以解决平抛物体A首先到达地面，并且其到达地面的速度大于自由滑动物体B的速度.4.15非保守势力总是消极的，对吗？举个例子。回答：如果一个力所做的功与一个物体经过的中间路径有关，或者如果物体沿着一条封闭的路径运行一次，那么这个力所做的功不是零，这个力叫做非保守力。摩擦力、粘滞力和化学力所做的功具有非保守力的特性。然而，摩擦力等非保守力并不总是负的。它的功可以增加物体的动能并做正功，如传送带对物体的静摩擦力，这样物体的动能可以增加超过零；它的功也能把物体的机械运动的能量转化为原子或分子的随机热运动的能量，即负功，如滑动摩擦，它减少了物体机械运动的动能