动量定理及动量守恒定律思考题.DOC

第三章 动量定理及动量守恒定律（思考题） 3.1试表述质量的操作型定义。 解答， 式中（标准物体质量） ：为m与m0碰撞m0的速度改变 ：为m与m0碰撞m的速度改变 这样定义的质量，其大小反映了质点在相互作用的过程中速度改变的难易程度，或者说，其量值反映了质量惯性的大小。这样定义的质量为操作型定义。 3.2如何从动量守恒得出牛顿第二、第三定律，何种情况下牛顿第三定律不成立？ 解答，由动量守恒 取极限 动量瞬时变化率是两质点间的相互作用力。 对于运动电荷之间的电磁作用力，一般来说第三定律不成立。（参见P63最后一自然段） 3.3在磅秤上称物体重量，磅秤读数给出物体的“视重”或“表现重量”。现在电梯中测视重，何时视重小于重量（称作失重）？何时视重大于重量（称作超重）？在电梯中，视重可能等于零吗？能否指出另一种情况使视重等于零？ 解答，①电梯加速下降视重小于重量； ②电梯加速上升视重大于重量； ③当电梯下降的加速度为重力加速度g时，视重为零； ④飞行员在铅直平面内的圆形轨道飞行，飞机飞到最高点时， 飞行员的视重为零 3.4一物体静止于固定斜面上。 （1）可将物体所受重力分解为沿斜面的下滑力和作用于斜面的正压力。 （2）因物体静止，故下滑力mg sinα与静摩擦力相等。α表示斜面倾角，N为作用于斜面的正压力，为静摩擦系数。以上两段话确切否？ 解答，不确切。 （1）重力可以分解为沿斜面向下的和与斜面垂直的两个力。但不能说分解为沿斜面的下滑力和作用于斜面的正压力。 （2）应该说，因物体静止，物体所受的力在斜面方向的分力的代数和为零。 3.5马拉车时，马和车的相互作用力大小相等而方向相反，为什么车能被拉动。分析马和车的受的力，分别指出为什么马和车能启动。 解答， 分析受力如图。地面反作用于马蹄子上的力使系统启动。 3.6分析下面例中绳内张力随假想横截面位置的改变而改变的规律： （1）长为质量为m的均质绳悬挂重量为W的重物而处于静止。 （2）用长为质量为m的均质绳沿水平方向拉水平桌面上的物体加速前进和匀速前进。对两种情况均可用表示绳作用于物体的拉力，不考虑绳因自重而下垂。 （3）质量可以忽略不计的轻绳沿水平方向拉在水平桌面上运动的重物，绳对重物的拉力为，绳的另一端受水平拉力，绳的正中间还受与的方向相同的拉力 。 （4）长为质量为m的均质绳平直地放在光滑水平桌面上，其一端受沿绳的水平拉力而加速运动。 （5）长为质量为m的均质绳置于水平光滑桌面上，其一端固定，绳绕固定点在桌面上转动，绳保持平直，其角速率为。 若绳保持平直，你能否归纳出在何种情况下绳内各假想横截面处张力相等。（提示：可沿绳建立ox坐标系，用x坐标描写横截面的位置）。 解答，(1) y是在0至ι之间的任意位置。 （2） 匀速前进：， 加速运动： （3） (4) , (5) 若绳保持平直，绳的两端受到大小相等方向相反的外力作用时，绳静止或匀速直线运动。这时张力处处相等。若绳保持平直，绳的两端受到大小不等方向相反的外力作用时，绳加速直线运动，这时在忽略绳的质量时，张力处处相等。 3.7两弹簧完全相同，把它们串联起来或并联起来，劲度系数将发生怎样的变化？ 解答，如图，串联时： 并联时： 。 3.8用两段同样的细线悬挂两物体，若突然向下拉下面物体，下面绳易断，若缓慢拉，上面线易断。为什么？ 解答，突然向下拉下面物体时，由于上面物体要保持静止状态（惯性），由于过程的时间极短，上面物体还没有来得及改变状态，下面的绳就断了。 若缓慢拉下面物体时，上面物体能够来得及改变状态，这样上面绳内的张力比下面绳内的张力大，所以上面绳易断。 3.9有三种说法：当质点沿圆周运动时， （1）质点所受指向圆心的力即向心力； （2）维持质点作圆周运动的力即向心力； （3）即向心力。 这三种说法是否正确？ 解答，以上说法都不确切。 （1） 如图的方向投影为向心力，向心力为。 （2）维持质点作圆周运动的力可能有。 （3）不是力，是外力对物体作用的瞬时效应。 是动量的变化率，。 3.10杂技演员表演水流星，演员持绳的一端，另端系水桶，内盛水，令桶在铅直平面内作圆周运动，水不流出。 （1）桶到达最高点除受向心力外，还受一离心力，故水不流出； （2）水受到重力和向心力的作用，维持水沿圆周运动，故水不流出。 以上两种说法正确否？作出正确分析。 解答，以上两种说法不正确。 （1）向心力不是独立于其它相互作用之外的力，向心力为。离心力为的反作用力，它不作用于桶上。 （2）在惯性系内，水沿圆周运动，所受的力为重力和桶对水的作用力即 在非惯性系内，水除受重力和桶对水的作用力外，还受惯性离心力 3.11游戏场中的车可在铅直圆环轨道上行驶，设车匀速前进。在图中标出的几个位置E、C、A、B、D上，何处乘客对坐位的压力最大