大学物理学(课后答案)第三章.docVIP

第3章 动量守恒定律和能量守恒定律 习 题 一 选择题 3-1 以下说法正确的是[ ] （A）大力的冲量一定比小力的冲量大 （B）小力的冲量有可能比大力的冲量大 （C）速度大的物体动量一定大 （D）质量大的物体动量一定大 解析：物体的质量与速度的乘积为动量，描述力的时间累积作用的物理量是冲量，因此答案A、C、D均不正确，选B。 3-2 质量为的铁锤铅直向下打在桩上而静止，设打击时间为，打击前锤的速率为，则打击时铁捶受到的合力大小应为[ ] （A） （B） （C） （D） 解析：由动量定理可知，，所以，选D。 3-3 作匀速圆周运动的物体运动一周后回到原处，这一周期内物体[ ] （A）动量守恒,合外力为零 （B）动量守恒,合外力不为零 （C）动量变化为零,合外力不为零, 合外力的冲量为零 （D）动量变化为零,合外力为零 解析：作匀速圆周运动的物体运动一周过程中，速度的方向始终在改变，因此动量并不守恒，只是在这一过程的始末动量变化为零，合外力的冲量为零。由于作匀速圆周运动，因此合外力不为零。答案选C。 3-4 如图3-4所示，圆弧轨道(质量为)与水平面光滑接触，一物体（质量为）自轨道顶端滑下，与间有摩擦，则[ ] （A）与组成系统的总动量及水平方向动量都守恒,、与地组成的系统机械能守恒 （B）与组成的系统动量不守恒, 水平方向动量守恒，、与地组成的系统机械能不守恒 （C）与组成的系统动量不守恒, 水平方向动量不守恒，、与地组成的系统机械能守恒 （D）与组成系统的总动量及水平方向动量都守恒，、与地组成的系统机械能不守恒 解析：与组成的系统在水平方向上不受外力，在竖直方向上有外力作用，因此系统水平方向动量守恒，总动量不守恒,。由于与间有摩擦，自轨道顶端滑下过程中摩擦力做功，机械能转化成其它形式的能量，系统机械能不守恒。答案选B。 3-5 一辆炮车放在无摩擦的水平轨道上，以仰角发射一颗炮弹，炮车和炮弹的质量分别为和，当炮弹飞离炮口时，炮车动能与炮弹动能之比为[ ] （A） （B） （C） D、 解析：在水平方向上系统动量守恒，， 所以，。选D。 3-6 如图3-6所示，一个质点在水平内作匀速率圆周运动，在自点到B点的六分之一圆周运动过程中，下列几种结论中的正确应为[ ] （1）合力的功为零 （2）合力为零 （3）合力的冲量为零 （4）合力的冲量不为零 （5）合力不为零 （6）合力的功不为零 （A）（1）、（4）、（5） （B）（1）、（2）、（3） （C）（1）、（2）、（4）、（6） （D）（1）、（2）、（4）、（5） 解析：质点在水平内作匀速率圆周运动，合外力提供向心力不为零，不做功。由于在自点到B点的六分之一圆周运动过程中动量变化不为零，因此合外力的冲量不为零。答案选A。 3-7 如图3-7所示，足够长的木条静止置于光滑水平面上，另一木块在的粗糙平面上滑动，则、组成的系统的总动能[ ] （A）不变 （B）增加到一定值 （C）减少到零 （D）减小到一定值后不变 解析：、组成的系统在水平方向上动量守恒，，所以。 起始系统的总动能； 末了系统的总动能。 故、组成的系统的总动能减小到一定值后不变，答案选D。 3-8 下列说法中哪个是正确的[ ] （A）系统不受外力的作用，内力都是保守力，则机械能和动量都守恒 （B）系统所受的外力矢量和为零，内力都是保守力，则机械能和动量都守恒 （C）系统所示的外力矢量和不为零，内力都是保守力，则机械能和动量都不守恒 （D）系统不受外力作用，则它的机械能和动量都是守恒的 解析：机械能守恒的条件：系统所受外力和非保守内力不做功或做功之和为零。 动量守恒的条件：系统所受的合外力为零。 故答案选A。 二 填空题 3-9 一初始静止的质点，其质量，现受一随时间变化的外力作用，则在第2末该质点的速度大小为 ，加速度大小为 。 解析：由动量定理可知，， 所以。 因为， 所以。 3-10 一小车质量，车上放一装有沙子的箱子，质量，已知水车与沙箱以的速率一起在光滑的直线轨道上前进，现将一质量的物体垂直落入落沙箱中，如图3-10所示，则此后小车的运动速率为 。 解析：系统在水平方向上动量守恒，故， 即。 3-11 力作用于其运动方程为的作直线运动的物体上，则内力作的功为= 。 解析： 3-12 一个质点在几个力的时时作用下运动，它的运动方程式，其中一个力为，则最初内这个力对质点做的功为 。 解析