大學(xué)物理第3章

1、第三章 能量定理和守恒定律一、選擇題基礎(chǔ)： 1、一個(gè)不穩(wěn)定的原子核，其質(zhì)量為M，開始時(shí)是靜止的。當(dāng)它分裂出一個(gè)質(zhì)量為m，速度為的粒子后，原子核的其余部分沿相反方向反沖，其反沖速度大小為（ ）（A）； （B） ； （C） ； （D）。2、動(dòng)能為的物體A物體與靜止的B物體碰撞，設(shè)A物體的質(zhì)量為B物體的二倍，若碰撞為完全非彈性的，則碰撞后兩物體總動(dòng)能為（ ）（A）； （B）； （C）； （D）。3、對(duì)于一個(gè)物體系來說,在下列條件中,哪種情況下系統(tǒng)的機(jī)械能守恒？（ ）(A) 合外力為零； (B) 合外力不作功；(C) 外力和非保守內(nèi)力都不作功； (D) 外力和保守內(nèi)力都不作功。4、速度為v的子彈,打穿

2、一塊木板后速度為零,設(shè)木板對(duì)子彈的阻力是恒定的，那么,當(dāng)子彈射入木板的深度等于其厚度的一半時(shí),子彈的速度是（ ）(A) v/2； (B) v/4 ； (C) v/3； (D) v/。5、下列說法中正確的是（ ）(A) 作用力的功與反作用力的功必須等值異號(hào)；(B) 作用于一個(gè)物體的摩擦力只能作負(fù)功；(C) 內(nèi)力不改變系統(tǒng)的總機(jī)械能；(D) 一對(duì)作用力和反作用力作功之和與參照系的選取無關(guān)。6、所謂保守力，就是指那些 （ ）（A） 對(duì)物體不做功的力； （B） 從起點(diǎn)到終點(diǎn)始終做功的力；（C） 做功與路徑無關(guān)，只與起始位置有關(guān)的力； （D） 對(duì)物體做功很“保守”的力。7、對(duì)功的概念以下幾種說法正確的組

3、合是 （ ）（1）保守力作正功時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的勢(shì)能增加；（2）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)一閉合路徑，保守力對(duì)質(zhì)點(diǎn)作的功為零；（3）作用力和反作用力兩者所作功的大小總是相等。 （A） （1）、（2）是正確的； （B）（2）、（3）是正確的；（C） 只有（2）是正確的； （D） 只有（3）是正確的。8、在水平冰面上以一定速度向東行駛的炮車，向東南（斜向上）方向發(fā)射一炮彈，對(duì)于炮車和炮彈這一系統(tǒng)，在此過程中（忽略冰面摩擦力及空氣阻力） （ ）（A）總動(dòng)量守恒；（B）總動(dòng)量在炮身前進(jìn)的方向上的分量守恒，其他方向動(dòng)量不守恒；（C）總動(dòng)量在水平面上任意方向的分量守恒，豎直方向分量不守恒；（D）總動(dòng)量在任何方向的分量均不守

4、恒。9、在下列四個(gè)實(shí)例中，哪一個(gè)物體和地球構(gòu)成的系統(tǒng)，其機(jī)械能不守恒 （ ）（A）物體作圓錐擺運(yùn)動(dòng)； （B）拋出的鐵餅作斜拋運(yùn)動(dòng)（不計(jì)空氣阻力）；（C）物體在拉力作用下沿光滑斜面勻速上升；（D）物體在光滑斜面上自由滑下。10、一質(zhì)點(diǎn)受力作用，沿X軸正方向運(yùn)動(dòng)，從到的過程中，力做功為 （ ）（A）8J； (B) 12J； (C) 16J； (D) 24J。11、質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在F=6t（N）的外力作用下從靜止開始直線運(yùn)動(dòng)，則在0s 2s內(nèi)，外力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功為 （ ）（A）6J； （B）8J； （C）16J； （D）36J。12、質(zhì)量為m的子彈，以水平速度打中一質(zhì)量為M、起初停在水平面上的

5、木塊，并嵌在里面，若木塊與水平面間的摩擦系數(shù)為，則此后木塊在停止前移動(dòng)的距離等于（ ）（A）； （B）；（C）； （D）；一般綜合：1、有兩個(gè)傾角不同、高度相同、質(zhì)量相同的斜面置于光滑的水平面上，斜面也是光滑的，有兩個(gè)一樣的小球，從這兩斜面頂點(diǎn)由靜止開始下滑，則（ ）（A）兩小球到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)量是相等的；（B）兩小球到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能是相等的；（C）小球和斜面組成的系統(tǒng)動(dòng)量是守恒的；（D）小球和斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上的動(dòng)量是守恒的。2、在由兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)不受外力作用而發(fā)生非彈性碰撞的過程中，系統(tǒng)的（ ）（A）動(dòng)能和動(dòng)量都守恒； （B）動(dòng)能和動(dòng)量都不守恒；（C）動(dòng)能不守恒，動(dòng)量守恒

6、； （D）動(dòng)能守恒，動(dòng)量不守恒。3、兩個(gè)質(zhì)量不等的小物體，分別從兩個(gè)高度相等、傾角不同的斜面的頂端，由靜止開始滑向底部。若不計(jì)摩擦，則它們到達(dá)底部時(shí) （ ）（A）動(dòng)能相等； （B）動(dòng)量相等； （C）速率相等； （D）所用時(shí)間相等。4、如圖，一滑塊沿著一置于光滑水平面上的圓弧形槽體無摩擦地由靜止釋放，若不計(jì)空氣阻力，在下滑過程中，則（ ）（A）由組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒；圖（B）由組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒；（C）之間的相互正壓力恒不做功；（D）由和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。綜合：1、在下列四個(gè)實(shí)例中，哪一個(gè)物體和地球構(gòu)成的系統(tǒng)，其機(jī)械能不守恒 （ ）（A）物體作圓錐擺運(yùn)動(dòng)； （B）拋出的鐵餅作斜拋運(yùn)動(dòng)（不

7、計(jì)空氣阻力）；（C）物體在拉力作用下沿光滑斜面勻速上升；（D）物體在光滑斜面上自由滑下。2、一質(zhì)點(diǎn)受力作用，沿X軸正方向運(yùn)動(dòng)，從到的過程中，力做功為 （ ）（A）8J； (B) 12J； (C) 16J； (D) 24J。3、質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在F=6t（N）的外力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則在0s 2s內(nèi)，外力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功為 （ ）（A）6J； （B）8J； （C）16J； （D）36J。二、填空題基礎(chǔ)：1、一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)在力作用下，沿X軸作直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在至內(nèi)動(dòng)量變化量的大小為 。2、物體沿任意閉合路徑運(yùn)動(dòng)一周時(shí)，保守力對(duì)它所作的功為 。3、動(dòng)量守恒定律的條件是 ，且只在 （填慣性系或非慣

8、性系）中成立。4、一質(zhì)量為M的木塊，靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈水平地射入木塊后穿出木塊，子彈在穿出和穿入的過程中，以子彈和木塊為系統(tǒng)，其動(dòng)量 ，機(jī)械能 （填守恒或不守恒）。5、質(zhì)量為和的兩個(gè)物體，若它們具有相同的動(dòng)能，欲使它們停下來，則外力的沖量之比 。6、質(zhì)量為和的兩個(gè)物體，具有相同的動(dòng)量，欲使它們停下來，則外力對(duì)它們做的功之比 。 7、一物體萬有引力做功125J，則引力勢(shì)能增量為 。8、只有在滿足 時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量才遵循守恒定律； 在解自由落體問題時(shí)，我們通常是忽略了空氣阻力，由 守恒定律來計(jì)算的。9、如果作用在質(zhì)點(diǎn)系的外力和非保守內(nèi)力都不做功或做功之和為零時(shí)，質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能

9、和勢(shì)能是相互轉(zhuǎn)換的，二者的轉(zhuǎn)換是通過 來實(shí)現(xiàn)的。一般綜合：1、一物體的質(zhì)量為20千克，其速度為米/秒，在變力的作用下沿X軸正向作直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，速度變?yōu)槊?秒，該段時(shí)間內(nèi)變力做的功為 ，物體的動(dòng)量變化為 。 2、設(shè)一質(zhì)量為的小球，沿X軸方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為，則在時(shí)間t1=1s和t2=3s內(nèi)，合外力對(duì)小球作的功為 ；合外力對(duì)小球作用的沖量大小為 。3、一物體的質(zhì)量為10千克，其速度為米/秒，在變力的作用下沿X軸正向作直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，速度變?yōu)槊?秒，該段時(shí)間內(nèi)變力的沖量為 ，物體的動(dòng)能的增量為 。4、一個(gè)力F作用在質(zhì)量為1.0kg的質(zhì)點(diǎn)上，使之沿x軸運(yùn)動(dòng)，已知在此力作用下質(zhì)點(diǎn)

10、的運(yùn)動(dòng)方程為，在0到4s的時(shí)間間隔內(nèi)，力F的沖量的大小I ，力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功W 。綜合：圖如圖，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，在半徑為r豎直軌道內(nèi)作速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，所受合外力的沖量為 ；在運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)所受到的合力的方向?yàn)?；三、判斷題（基礎(chǔ)）1、動(dòng)量守恒定律的條件是系統(tǒng)所受的合外力為零，并在任何參考系中成立。 （ ）2、機(jī)械能守恒定律的條件是作用在質(zhì)點(diǎn)系的外力和非保守內(nèi)力都不做功或做功之和為零。（ ）3、萬有引力做功與物體經(jīng)過的路徑無關(guān)。 （ ）4、保守力等于勢(shì)能梯度。 （ ）5、保守力作功等于勢(shì)能的增量。（ ）6、動(dòng)量守恒定律不僅適用于一般宏觀物體組成的系統(tǒng)，也適

11、用于由分子，原子等微觀粒子組成的系統(tǒng)。 （ ）7、如果系統(tǒng)所受合外力的矢量和不為零，雖然合外力在某個(gè)坐標(biāo)軸上的分量為零，但是它在該坐標(biāo)軸的分動(dòng)量不守恒。（ ）8、內(nèi)力能使系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量發(fā)生變化，即內(nèi)力能在系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體之間傳遞動(dòng)量，因此它們對(duì)系統(tǒng)的總動(dòng)量有影響。 （ ）9、系統(tǒng)所受的外力和非保守內(nèi)力做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量。（ ）四、解答題（1）問答題1、請(qǐng)簡(jiǎn)要說出計(jì)算功的三種方法。2、請(qǐng)簡(jiǎn)要說出應(yīng)用功能原理解題和應(yīng)用動(dòng)能定理解題有哪些不同點(diǎn)？（2）計(jì)算題基礎(chǔ)：1、一質(zhì)量為的物體按的規(guī)律作直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體由運(yùn)動(dòng)到時(shí)，求外力所做的功和物體所受力的沖量。2、力作用在質(zhì)量為1.0kg的質(zhì)點(diǎn)上，

12、已知在此力作用下，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為，求在0到4秒內(nèi)，力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功。3、設(shè)作用在質(zhì)量為2kg的物體上的力。如果物體由靜止出發(fā)沿直線運(yùn)動(dòng)，求在頭2s時(shí)間內(nèi)，這個(gè)力對(duì)物體所作的功。4、質(zhì)量m=10kg的物體在力F=30+4t（N）的作用下沿x軸運(yùn)動(dòng)，試求（1）在開始2秒內(nèi)此力的沖量I;(2）如沖量I=300N·s，此力的作用時(shí)間是多少？ 5、用棒打擊質(zhì)量為0.3Kg、速率為20m/s的水平飛來的球，球飛到豎直上方10 m的高度。求棒給予球的沖量多大？設(shè)球與棒的接觸時(shí)間為0.02s，求球受到的平均沖力。圖6、如圖，一彈性球，質(zhì)量m=0.2kg，速度為=6m/s，與墻壁碰撞后跳回，設(shè)跳回

13、時(shí)速度的大小不變，碰撞前后的速度方向與墻壁的法線的夾角都是=600，碰撞的時(shí)間為。求在碰撞時(shí)間內(nèi)，球?qū)Ρ诘钠骄饔昧Α?、一根長(zhǎng)為l，質(zhì)量為的勻質(zhì)細(xì)直棒，使其由豎直于地面的位置從靜止開始無滑動(dòng)地倒下，當(dāng)它倒在地面瞬時(shí)，棒頂端速度為多大？8、一質(zhì)量為10g、速度為的子彈水平地射入鉛直的墻壁內(nèi)0.04m后而停止運(yùn)動(dòng)，若墻壁的阻力是一恒量，求墻壁對(duì)子彈的作用力。11、如圖，一個(gè)質(zhì)量M2kg的物體，從靜止開始，沿著四分之一的圓周，從A滑到B，在B處時(shí)速度的大小是6m/s。已知圓的半徑R4m，求物體從A到B的過程中，摩擦力所作的功。圖一般綜合：1、如圖，一質(zhì)量為的子彈在水平方向以速度射入豎直懸掛的靶內(nèi)

14、，并與靶一起運(yùn)動(dòng)，設(shè)靶的質(zhì)量為，求子彈與靶擺動(dòng)的最大高度。圖圖2、如圖，質(zhì)量為m的鋼球系在長(zhǎng)為l的繩子的端，繩子的另一端固定。把繩拉到水平位置后，再把球由靜止釋放，球在最低點(diǎn)與質(zhì)量為M的鋼塊作完全彈性碰撞，問碰撞后鋼球能達(dá)多高?3、一質(zhì)量為m的物體，從質(zhì)量為M，半徑為R的圓弧形槽頂端由靜止滑下，如圖，若所有摩擦都可忽略，求：物體剛離開槽底端時(shí)，物體和槽的速度各是多少?圖圖4、如圖，求把水從面積為50的地下室中抽到街道上來所需作的功。已知水深為，水面至街道的距離為。綜合：圖1、一物體質(zhì)量m=2 kg，以初速度從斜面上的A點(diǎn)處下滑，它與斜面的摩擦力為8N，到達(dá)B點(diǎn)將彈簧壓縮20cm至C點(diǎn)后剛好停了下來，求彈簧的彈性系數(shù)k為多大？已知AC = 5m，。 2、如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊正沿著光滑水平地面向右滑動(dòng)，一質(zhì)量為m的小球?qū)Φ匾运较蛴宜俣扰c滑塊斜面相碰撞，碰后小球豎直彈起，速率為(對(duì)地)，若碰撞時(shí)間為，試計(jì)算此過程中，滑塊對(duì)地的平均作用力和滑塊速度增量。圖選擇題1、C 2、D 3、C 4、D 5、D 6、C 7、C 8、C 9、C 10