《大学物理》第3单元课后答案 高等教育出版社.pdf

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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=0vMm 10.如图所示，有m千克的水以初速度1v进入弯管，经t秒后流出时的速度为2v且v1=v2=v。在管子转弯处，水对管壁的平均冲力大小是tmvF，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20mkx 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)()0VmMVMvv 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MMmghm)(22 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 0v 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2mg；(3)小球所受绳子拉力的冲量大小等于2mg 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 Mvmvmv10，)vv(Mmv10，物体的速度大小：s/m6.0v 物体压缩弹簧，根据动能定理：22Mv21kx21，弹簧压缩量：vkMx，m06.0 x 碰撞前的系统动能：J8mv21E200k 碰撞后的系统动能：J8.3Mv21mv21E221k，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 0vMmmv，物体的速度大小：s/m364.0v 弹簧压缩量：vkMmx，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l21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 02211vvmm 3 分 lmGmmmlmGm212222112122121vv 4 分 联立、，解得 )(22121mmlGmv，)(22112mmlGmv 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(2ga (B)singa (C)ga (D)2222sin)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)Rm2v (B)Rm232v (C)Rm22 v (D)Rm252v 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L21 (D)后退L31 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)sin2ghmg(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)120)(mxxk (B)220)(mxxk 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)2120)(mmxxk (D)()(211202mmmxxkm 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31Sbtct3，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22n)ctb(RmF 7.子弹在枪筒里前进时受到的合力为t3104400F5，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s10003t；(2)子弹在枪筒中受力的冲量1mskg6.0I3)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x23FA=18J；x=3 m时，其速率为1ms6v 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02121maxv)mm(kmmx 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 mgFN30sin 1 分 物体要有加速度必须 NF30cos 2 分 题 11.图 即 mgt)3(5，0s256.0tt 1 分 物体开始运动后，所受冲量为 tttNFI0d)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)(83.30202tttt t=3 s,I=28.8 N s 2 分 则此时物体的动量的大小为 Imv 速度的大小为 8.28mIv 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32tt4t 3x.求：(1)力在最初 4s dxxmFdxrdFA rmF），J528At68x dt)t 3t83(dx2 21tt322dt)t18t72t8224(mdt)t 3t83)(t68(mA(2)功率：12sJ12)t 3t83)(t68(mFvdtdAP，1sJ12P 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，2/3212020Bmkxv 2 分 得 mxB300v 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 022211Bmmmvv 2 分 202222221122121211Bmmkxmvvv 2 分 当v1=v2时，由式解出 v1=v2mxB344/300 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 0max21xx 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 ,210Mvmvmv22211201Mv21vm21vm21 题 14.图 gh2v0 小球反弹速度：gh2mMmMv1 钢板开始运动速度：gh2mMm2v2 小球上升的高度：g2v h21，h)mMmM(h2 钢板以初速度v2在弹性力和重力的作用下运动，弹簧力和重力做的功等于钢板动能的增量：22222020Mv21Mv21Mgx)xl(k21kl21 v=0 时：202022kl21)xl(k21MgxMv21，其中0klMg 弹簧的压缩量：KMgh2Mmm2x 杭州电子科技大学 Page 19 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