大学物理上册一二章习题公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第三章第三章 习题课习题课1.对于一个物体系来说，在下列条件中，哪种情对于一个物体系来说，在下列条件中，哪种情况下系统机械能守恒？况下系统机械能守恒？(A)合外力为合外力为0；(B)合外力不作功；合外力不作功；(C)外力和非保守内力都不作功；外力和非保守内力都不作功；(D)外力和保守内力都不作功。外力和保守内力都不作功。一.选择题2.两个质量相等小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳两个质量相等小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所表示将绳悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所表示将绳子剪断瞬间，球子剪断瞬间，球1和球和球2加速度分别为加速度分别为(A)a1，a2(B)a10，a2 (C)a1，a20 (D)a12，a20 选选(D)球球1 1球球2第6页第6页第三章第三章 习题课习题课外力外力:F=kx,这是一个变力这是一个变力.物体物体m脱离地面条件是脱离地面条件是 kxo=mg因此外力作功为因此外力作功为3.今有一劲度系数为今有一劲度系数为k轻弹簧轻弹簧,竖直放置竖直放置,下端悬一质量下端悬一质量为为m小球小球,开始时使弹簧为原长而小球正好与地接触开始时使弹簧为原长而小球正好与地接触,今将弹簧上端缓慢地提起今将弹簧上端缓慢地提起,直到小球刚能脱离地面为直到小球刚能脱离地面为止止,在此过程中外力作功为在此过程中外力作功为 F第7页第7页第三章第三章 习题课习题课4.一质点在几种外力同时作用下运动时一质点在几种外力同时作用下运动时,下述哪种说法下述哪种说法正确？正确？(A)质点动量改变时质点动量改变时,质点动能一定改变质点动能一定改变 (B)质点动能不变时质点动能不变时,质点动量也一定不变质点动量也一定不变 (C)外力冲量是零外力冲量是零,外力功一定为零外力功一定为零 (D)外力功为零外力功为零,外力冲量一定为零外力冲量一定为零5.一一船船浮浮于于静静水水中中,船船长长L,质质量量为为m,一一个个质质量量也也为为m人人从从船船尾尾走走到到船船头头.不不计计水水和和空空气气阻阻力力,则则在在此此过过程程中中船船将将 (A)不动不动 (B)后退后退L (C)后退后退L/2 (D)后退后退L/3 C C 第8页第8页第三章第三章 习题课习题课6.关于机械能守恒条件和动量守恒条件有下列几种关于机械能守恒条件和动量守恒条件有下列几种说法说法,其中正确是其中正确是 (A)不受外力作用系统不受外力作用系统,其动量和机械能必定同其动量和机械能必定同时守恒时守恒 (B)所受合外力为零所受合外力为零,内力都是保守力系统内力都是保守力系统,其机其机械能必定守恒械能必定守恒 (C)不受外力不受外力,而内力都是保守力系统而内力都是保守力系统,其动量和其动量和机械能必定同时守恒机械能必定同时守恒 (D)外力对一个系统做功为零外力对一个系统做功为零,则该系统机械能和则该系统机械能和动量必定同时守恒动量必定同时守恒 C 7.质量为质量为m质点，以不变速率质点，以不变速率v沿正三角形水沿正三角形水平光滑轨道运动，越过平光滑轨道运动，越过A角时轨道对质点冲角时轨道对质点冲量为：量为：(A)mv;B)1.42mv;C)1.73mv;D)2mv 选选(C)A第9页第9页第三章第三章 习题课习题课二、填空题二、填空题 2.力力 (SI)作用在质量作用在质量m=2kg物体上，使物物体上，使物体由原点从静止开始运动，则它在体由原点从静止开始运动，则它在3s末动量大小末动量大小为为 。1.一个力一个力F作用在质量为作用在质量为1.0kg质点上，使之沿质点上，使之沿x轴运动，已知在此力作用下质点运动方程为轴运动，已知在此力作用下质点运动方程为 （SI），在），在0到到4s时间间隔内时间间隔内(1)力力F冲量大小冲量大小I=,(2)力力F对质点所作功对质点所作功A=.第10页第10页第三章第三章 习题课习题课3.如如图图所所表表示示，一一物物体体放放在在水水平平传传送送带带上上，物物体体与与传传送送带带间间无无相相对对滑滑动动，当当传传送送带带作作匀匀速速运运动动时时，静静摩摩擦擦力力对对物物体体作作功功为为_；当当传传送送带带作作加加速速运运动动时时，静静摩摩擦擦力力对对物物体体作作功功为为_；当当传传送送带带作作减减速速运运动动时时，静静摩摩擦擦力力对对物物体体作作功功为为_（仅仅填填“正正”，“负负”或或“零零”）零零正正负负4.质量为质量为100kg货品，平放在卡车底板上卡车以货品，平放在卡车底板上卡车以4 ms2加速度启动货品与卡车底板无相对滑动加速度启动货品与卡车底板无相对滑动则在开始则在开始4秒钟内摩擦力对该货品作功秒钟内摩擦力对该货品作功W 12800Jm第11页第11页第三章第三章 习题课习题课5.下列物理量：质量、动量、冲量、动能、势能、下列物理量：质量、动量、冲量、动能、势能、功中与参考系选取相关物理量是功中与参考系选取相关物理量是_（不考虑相对论效应）（不考虑相对论效应）动量、动能、功动量、动能、功6.劲劲度度系系数数为为k弹弹簧簧，上上端端固固定定，下下端端悬悬挂挂重重物物当当弹弹簧簧伸伸长长x0，重重物物在在O处处达达到到平平衡衡，现现取取重重物物在在O处处时时各各种种势势能能均均为为零零，则则当当弹弹簧簧长长度度为为原原长长时时，系系统统重重力力势势能能为为_；系系统统弹弹性性势势能能为为_；系系统统总总势势能能为为_（答案用（答案用k和和x0表示）表示）k x0 O 第12页第12页第三章第三章 习题课习题课1.二分之一圆形光滑槽二分之一圆形光滑槽,质量为质量为M、半径为、半径为R,放在光放在光滑桌面上滑桌面上.一小物体一小物体,质量为质量为m,可在槽内滑动可在槽内滑动.起始位起始位置如图所表示置如图所表示,半圆槽静止半圆槽静止,小物体静止于与圆心同小物体静止于与圆心同高高A处处.求：求：(1)小物体滑到任意位置小物体滑到任意位置C处时处时,小物体对半圆槽及小物体对半圆槽及半圆槽对地速度各为多少？半圆槽对地速度各为多少？(2)当小物体滑到半圆槽最低点当小物体滑到半圆槽最低点B时时,半圆槽移动了半圆槽移动了多少距离？多少距离？MORACBm 三三.计算题计算题第13页第13页第三章第三章 习题课习题课解解:(1)以小物体及半圆槽为系统以小物体及半圆槽为系统,水平方向动量守恒水平方向动量守恒.设小物体对半圆槽速度为设小物体对半圆槽速度为v,槽及小物体对地速度分别槽及小物体对地速度分别为为V和和v1,向右为速度正方向向右为速度正方向.MORACBm 以小物体、半圆槽、地球为系统以小物体、半圆槽、地球为系统,机械能守恒机械能守恒 第14页第14页第三章第三章 习题课习题课方向沿切线方向方向沿切线方向,如图如图.MORACBm 小物体对地速度大小为多少小物体对地速度大小为多少?v第15页第15页第三章第三章 习题课习题课取取x轴水平向右轴水平向右,则则 MORACBm x(2)当小物体滑到半圆槽最低点当小物体滑到半圆槽最低点B时时,半圆槽移动了半圆槽移动了多少距离？多少距离？或或第16页第16页第三章第三章 习题课习题课 2 如图所表示如图所表示,一辆质量为一辆质量为M平顶小车静止在光滑水平顶小车静止在光滑水平轨道上平轨道上,今有一质量为今有一质量为m小物体以水平速度小物体以水平速度vo滑向滑向车顶车顶.设物体与车顶之间摩擦系数为设物体与车顶之间摩擦系数为，求，求:(1)从物从物体滑上车顶到相对车顶静止需多少时间？体滑上车顶到相对车顶静止需多少时间？(2)要物体要物体不滑下车顶不滑下车顶,车长至少应为多少？车长至少应为多少？解解 (M+m):水平方向不受外力水平方向不受外力,动量守恒动量守恒,v是相对静止时速度是相对静止时速度.Mv0mx mvo=(M+m)v (1)对物体对物体m应用动量定理应用动量定理 -mg.t=mv-mvo第17页第17页第三章第三章 习题课习题课由于一对内力由于一对内力(摩擦力摩擦力)功与参考系无关功与参考系无关,可取车为可取车为参考系来计算摩擦力功参考系来计算摩擦力功,由系统动能定理得由系统动能定理得 要物体不滑下车顶要物体不滑下车顶,车最车最小长度为小长度为mvo=(M+m)vMv0m(2)要物体不滑下车顶要物体不滑下车顶,车长至少应为多少？车长至少应为多少？x第19页第19页第三章第三章 习题课习题课3.一质量为一质量为mA物体物体A与一轻弹簧相连放在光滑水平与一轻弹簧相连放在光滑水平桌面上桌面上,弹簧另一端固定在墙上弹簧另一端固定在墙上,弹簧劲度系数为弹簧劲度系数为 k,现在用力推现在用力推 A,从而弹簧被压缩了从而弹簧被压缩了 x0.在弹簧原长处在弹簧原长处放有质量放有质量 mB物体物体 B,如图所表示如图所表示.由静止释放物体由静止释放物体 A后后,A将与静止物体将与静止物体 B发生弹性碰撞发生弹性碰撞.求碰撞后求碰撞后A物物体还能把弹簧压缩多大距离体还能把弹簧压缩多大距离 原长x0AB第20页第20页第三章第三章 习题课习题课解：解：释放物体释放物体A到到A与与B碰撞前碰撞前.以以A与弹簧为系统，与弹簧为系统，A与与B碰撞过程中以碰撞过程中以A、B为系统为系统,动量守恒动量守恒,机械能守恒机械能守恒 A与与B碰撞后碰撞后,A压缩弹簧压缩弹簧,机械能守恒机械能守恒 原长x0AB第21页第21页第三章第三章 习题课习题课4.弹簧原长等于光滑圆环半径弹簧原长等于光滑圆环半径R.当弹簧下端悬挂质当弹簧下端悬挂质量为量为m小环状重物时小环状重物时,弹簧伸长也为弹簧伸长也为R.现将弹簧一端现将弹簧一端系于竖直放置圆环上顶点系于竖直放置圆环上顶点A,将重物套在圆环将重物套在圆环B点点,AB长为长为 1.6R,如图所表示如图所表示.放手后重物由静止沿圆环滑放手后重物由静止沿圆环滑动动.求求(1)重物在重物在B点加速度和对圆环正压力点加速度和对圆环正压力(2)当重当重物滑到最低点物滑到最低点C时时,重物加速度和对圆环正压力重物加速度和对圆环正压力 BACR第22页第22页第三章第三章 习题课习题课解：解：1.6RBACR 对于任意一点对于任意一点,沿自然坐标系分沿自然坐标系分解解(1)对于对于B点：点：vB=0第23页第23页第三章第三章 习题课习题课1.6RBACR (2)对于对于C点：点：=0求求vC,由机械能守恒定律由机械能守恒定律第24页第24页第三章第三章 习题课习题课5.如图所表示如图所表示,质量为质量为m木块木块,从高为从高为h,倾角为倾角为q 光滑斜光滑斜面上由静止开始下滑面上由静止开始下滑,滑入装着砂子木箱中滑入装着砂子木箱中,砂子和木砂子和木箱总质量为箱总质量为M,木箱与一端固定木箱与一端固定,劲度系数为劲度系数为k水平轻弹水平轻弹簧连接簧连接,最初弹簧为原长最初弹簧为原长,木块落入后木块落入后,弹簧最大压缩量弹簧最大压缩量为为l,试求木箱与水平面间摩擦系数试求木箱与水平面间摩擦系数 kmMlh 解解:m落入木箱前瞬时速度落入木箱前瞬时速度 以以M、m为系统为系统,m落入木箱时沿水平方落入木箱时沿水平方向向m与与M间冲力（内力）远不小于地面间冲力（内力）远不小于地面与木箱间摩擦力（外力）与木箱间摩擦力（外力）,在水平方向在水平方向动量守恒动量守恒 第25页第25页第三章第三章 习题课习题课由功效原理由功效原理 kmMlh 第26页第26页第三章第三章 习题课习题课6.如图所表示如图所表示,一轻质弹簧一轻质弹簧,其劲度系数为其劲度系数为k,竖直地固定竖直地固定在地面上在地面上.试求（试求（1）在弹簧上放一质量为）在弹簧上放一质量为M钢板钢板,当他当他们停止后们停止后,弹簧被压缩了多少？（弹簧被压缩了多少？（2）质量为）质量为m(mM)小小球从钢板正上方球从钢板正上方h0处自由落下处自由落下,与钢板发生弹性碰撞与钢板发生弹性碰撞,则则小球从本来钢板位置上升最大高度为多少？弹簧能再压小球从本来钢板位置上升最大高度为多少？弹簧能再压缩长度为多少？缩长度为多少？h0M解解(1)(2)小球将与钢板发生碰撞时速小球将与钢板发生碰撞时速度为度为取小球、钢板为一系统取小球、钢板为一系统,在碰撞在碰撞瞬间瞬间,内力不小于外力（重力、内力不小于外力（重力、弹性力）弹性力）,因此系统动量守恒因此系统动量守恒.x0 xO第27页第27页第三章第三章 习题课习题课由于是弹性碰撞由于是弹性碰撞,因此因此h0Mx0 xO第28页第28页第三章第三章 习题课习题课碰撞后碰撞后,把钢板、弹簧和地球作把钢板、弹簧和地球作一系统一系统,机械能守恒机械能守恒.令钢板在静令钢板在静止位置时重力势能为止位置时重力势能为0,弹簧处于弹簧处于原长时弹性势能为原长时弹性势能为0.设弹簧被压设弹簧被压缩缩x0后后,再进一步被压缩再进一步被压缩x1,则则h0Mx0 xO第29页第29页第三章第三章 习题课习题课h0Mx0 xO或或:取平衡位置为坐标原点取平衡位置为坐标原点.设设此时重力势能和弹性势能均为此时重力势能和弹性势能均为0,系统总势能为系统总势能为第30页第30页第三章第三章 习题课习题课作业:P95 3-13P95 3-13 3-23 3-353-23 3-35第31页第31页