动量定理及动量守恒定律思考题.DOC

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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

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