《質(zhì)點動力學》選擇題解答與分析

1、2 質(zhì)點力學得運動定律守恒定律3 。1直線運動中得牛頓運動定律1、水平地面上放一物體A,它與地面問得滑動摩擦系數(shù)為?，F(xiàn)加一恒力如圖所示。欲使物體A有最大加速度,則恒力與水平方向夾角應(yīng)滿足(A)sin=。(B)cos=。(C)tg=.(D)ctg=.答案:(C)參考解答:按牛頓定律水平方向列方程:顯然加速度a可以瞧作得函數(shù),用高等數(shù)學求極值得方法,令,有分支程序:凡選擇回答錯誤得,均給出下面得進一步討論:1。一質(zhì)量為m得木塊，放在木板上，當木板與水平面間得夾角8由變化到得過程中，畫出木塊與木板之間摩擦力f隨8變化得曲線(設(shè)8角變化過程中，摩擦系數(shù)以不變)。在圖上標出木塊開始滑動時，木板與水平面間

2、得夾角也，并指出與摩擦系數(shù)小得關(guān)系.(A)圖(B)正確,sin=。(B)圖(A)正確，tg0=、答案:(B)參考解答:(1)當8較小時，木塊靜止在木板上，靜摩擦力(正確畫出為0到0之間得f曲線)當=0時(tg。=),木塊開始滑動；(3)時,滑動摩擦力(正確畫出為0至IJ900之間得f9曲線).2。2曲線運動中得牛頓運動定律1、如圖所示,假設(shè)物體沿著豎直面上圓弧形軌道下滑,軌道就是光滑得,在從A至C得下滑過程中，下面哪個說法就是正確得？(A)它得加速度大小不變，方向永遠指向圓心、(B)它得速率均勻增加。(C)它得合外力大小變化，方向永遠指向圓心、(D) 它得合外力大小不變.(E) 軌道支持力得大

3、小不斷增加.答案：(E)參考解答:根據(jù)牛頓定律法向與切向分量公式:物體做變速圓周運動，從A至C得下滑過程中速度增大，法向加速度增大。由軌道支持力提供得向心力增大、凡選擇回答錯誤得,均給出下面得進一步討論:1、 1質(zhì)點作圓周運動時,所受得合外力一定指向圓心。這種說法(A)正確.(B)不正確.答案：(E)參考解答:作圓周運動得質(zhì)點,所受合外力有兩個分量,一個就是指向圓心得法向分量,另一個就是切向分量,只要質(zhì)點不就是作勻速率圓周運動,它得切向分量就不為零,所受合外力就不指向圓心.2、 3動量與動量守恒1。 用一根細線吊一重物，重物質(zhì)量為5kg，重物下面再系一根同樣得細線，細線只能經(jīng)受70N得拉力、現(xiàn)

4、在突然向下拉一下下面得線。設(shè)力最大值為50N,則(A)下面得線先斷、(B)上面得線先斷.(C)兩根線一起斷.(D)兩根線都不斷.答案：(D)參考解答:由于作用時間短，對上端細線影響可以忽略，突然向下拉力最大值為50N<70N(細線能經(jīng)受得拉力),下面得線不會斷,故兩根線都不斷。凡選擇回答錯誤得,均給出下面得進一步討論:1、 1用細線把球掛起來,球下系一同樣得細線,拉球下細線,逐漸加大力量,哪段細線先斷?為什么？如用較大力量突然拉球下細線,哪段細線先斷,為什么？參考解答:拉球下細線逐漸加大力量時,上面那段細線先斷;突然拉球下細線時,下面那段細線先斷。因為,兩種情況都應(yīng)引起系統(tǒng)動量改變,但前

5、一種情況作用時間長,沖量較大(),引起系統(tǒng)動量變化大,故細線與球同時被拉下;后一種情況由于作用時間短,故沖力很大,沖力大于繩子張力,故細線立即被拉斷.2。 4角動量與角動量守恒1. 一質(zhì)點作勻速率圓周運動時,(A) 它得動量不變,對圓心得角動量也不變、(B) 它得動量不變,對圓心得角動量不斷改變.(C)它得動量不斷改變，對圓心得角動量不變、(D)它得動量不斷改變，對圓心得角動量也不斷改變.答案:(C)參考解答:動量就是矢量,方向與速度方向相同;角動量也就是矢量,方向與角速度方向相同。而動量守恒與角動量守恒都就是矢量守恒,就是指其大小與方向均保持不變。如圖所示:質(zhì)點作勻速率圓周運動時,速度方向變

6、化,但角速度方向不變;另外,質(zhì)點角動量定理:勻速率圓周運動時:,角動量得大小也不變、所以一質(zhì)點作勻速率圓周運動時,它得動量不斷改變,對圓心得角動量不變。凡選擇回答錯誤得,均給出下面得進一步討論:1.1 在勻速圓周運動中,質(zhì)點得動量就是否守恒？角動量呢？(A)動量不守恒，角動量守恒。(B)動量守恒，角動量不守恒.答案:（A）參考解答：在勻速圓周運動中，質(zhì)點受力、動量不守恒，但對于中心軸，質(zhì)點所受合力矩為零,角動量守恒。如果繼續(xù)回答錯誤得，給出下面得進一步討論：1. 1.1一個系統(tǒng)得動量守恒與角動量守恒得條件有何不同？答:動量守恒定律為：系統(tǒng)所受得合外力為零時，系統(tǒng)得總動量不變。角動量守恒定律為：

7、對于某定點（或某軸）,系統(tǒng)所受得合外力矩為零時，則對同一定點（或同一軸），系統(tǒng)得總角動量不變、總結(jié)上述兩定律，可知系統(tǒng)動量守恒得條件就是角動量守恒得條件就是要注意得就是，系統(tǒng)得合外力為零時，其合外力矩不一定為零；反之，系統(tǒng)得合外力矩為零時，其合外力也不一定為零。條件不同，所對應(yīng)得守恒量自然就不相同。2、體重、身高相同得甲乙兩人，分別用雙手握住跨過無摩擦輕滑輪得繩子各一端。她們從同一高度由初速為零向上爬，經(jīng)過一定時間，甲相對繩子得速率就是乙相對繩子速率得兩倍，則到達頂點得情況就是（A）甲先到達.（B）乙先到達。（C）同時到達、（D）誰先到達不能確定。答案：（C）參考解答：同時到達。若重量不等，較

8、輕者先到達、以滑輪軸為參考點，把小孩，滑輪與純瞧作一系統(tǒng)，合外力矩為零，系統(tǒng)角動量守恒.設(shè)兩小孩質(zhì)量分別就是mi、m2,當mi=m2時，由，得、同時到達.若mi與m2不等，合外力矩不為零，由角動量定理可以解出：若重量不等，較輕者先到達。凡選擇回答錯誤得，均給出下面得進一步討論：2。1如何理解質(zhì)點系角動量定理與角動量守恒定律？參考解答：在實際物體得運動中，存在大量得旋轉(zhuǎn)運動，即對某一位置得繞行運動。例如質(zhì)點作圓周運動與行星繞太陽得運動；原子中電子繞原子核得運動等。對于旋轉(zhuǎn)運動，可引入一個稱之為角動量得物理量。質(zhì)點對某一參考點得角動量定義為就是質(zhì)點相對于參考點得位置矢量，為質(zhì)點動量。如圖所示,角動

9、量又稱動量矩、圓周運動時，由于，質(zhì)點對圓心得角動量大小為質(zhì)點系角動量（或動量矩）定理（微分形式）:質(zhì)點系統(tǒng)合外力矩等于系統(tǒng)總角動量對時間得變化率。即.質(zhì)點系角動量（或動量矩）定理（積分形式）：質(zhì)點系統(tǒng)合外力矩得沖量矩等于系統(tǒng)總角動量（或總動量矩）得增量。即如果質(zhì)點系統(tǒng)合外力矩等于零，則系統(tǒng)總角動量（或稱總動量矩）守恒。這一結(jié)論稱為質(zhì)點系角動量守恒定律、即使M不為零，質(zhì)點系總角動量不守恒，但若M在某方向得分量為零，則質(zhì)點系在該方向得角動量仍然守恒2。5動能定理、功能原理1、 一個作直線運動得物體，其速度v與時間t得關(guān)系曲線如圖所示.設(shè)時刻ti至t2間外力作功為Wl；時刻t2至t3間外力作功為Av

10、W2；時刻t3至t4間外力作功為W3，則八J.(A) Wi>0,W2<0,W3<0.(B) Wi>0,W2<0,W30O(C) Wi=0,W2<0,W3>0、(D) Wi=0,W2<0,W3<0答案：(C)參考解答：根據(jù)動能定理：ti至t2間物體速度不變，外力作功Wl=0,t2至t3間物體速度減小，外力作功W20,時亥【Jt3至t4間物體速度(絕對值)增大，外力作功W300凡選擇回答錯誤得，均給出下面得進一步討論：1。1當重物加速下降時，合外力對它做得功(A)為正值.(B)為負值、答案:(A)參考解答：根據(jù)動能定理：2、 對于一個物體系來說

11、，在下列得哪種情況下系統(tǒng)得機械能守恒？(A)合外力為0.(B)合外力不作功。(C)外力與非保守內(nèi)力都不作功。(D)外力與保守內(nèi)力都不作功。答案：(C)參考解答：根據(jù)功能原理：其中表示動能與勢能得總與，稱為機械能。一切外力與所有非保守內(nèi)力作功得代數(shù)與等于系統(tǒng)機械能得增量。對于本題外力與非保守內(nèi)力都不作功，當然有系統(tǒng)得機械能守恒。凡選擇回答錯誤得，均給出下面得進一步討論：2。1請寫出質(zhì)點系得機械能守恒得條件.參考解答：機械能守恒條件：外力對質(zhì)點系做得功與系統(tǒng)內(nèi)非保守內(nèi)力做得功分別為零或其與為零.2。6機械能守恒定律1。對質(zhì)點組有以下幾種說法：(1) 質(zhì)點組總動量得改變與內(nèi)力無關(guān)、(2) 質(zhì)點組總動

12、能得改變與內(nèi)力無關(guān)、(3)質(zhì)點組機械能得改變與保守內(nèi)力無關(guān)、在上述說法中：(A)只有(1)就是正確得、(B)(1)、(3)就是正確得、(C)(1卜(2)就是正確得.(D)(2)、(3)就是正確得.答案：(B)參考解答:由質(zhì)點組動量定理：n個質(zhì)點組成得力學系統(tǒng)所受合外力得沖量等于系統(tǒng)總動量得增量;與由功能原理:系統(tǒng)外力與非保守內(nèi)力作功之與等于系統(tǒng)機械能得增量;所以質(zhì)點組總動量得改變與內(nèi)力無關(guān),質(zhì)點組機械能得改變與保守內(nèi)力無關(guān)。凡選擇回答錯誤得,均給出下面得進一步討論:1.1 請分別寫出質(zhì)點系得動量守恒、動能守恒與機械能守恒得條件。參考解答:動量守恒條件:質(zhì)點系所受得合外力為零.動能守恒條件:外力

13、與內(nèi)力對質(zhì)點系得各質(zhì)點做得功之與為零、機械能守恒條件:外力對質(zhì)點系做得功與系統(tǒng)內(nèi)非保守內(nèi)力做得功分別為零或其與為零.2、關(guān)于機械能守恒條件與動量守恒條件有以下幾種說法,其中正確得就是(A)不受外力作用得系統(tǒng)，其動量與機械能必然同時守恒.(B) 所受合外力為零，內(nèi)力都就是保守力得系統(tǒng)，其機械能必然守恒.(C) 不受外力,而內(nèi)力都就是保守力得系統(tǒng),其動量與機械能必然同時守恒。(D) 外力對一個系統(tǒng)做得功為零,則該系統(tǒng)得機械能與動量必然同時守恒、答案:(C)參考解答:當系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零時,系統(tǒng)得總動量保持不變.這就就是動量守恒定律;當外力對系統(tǒng)所作得總功與系統(tǒng)內(nèi)成對非保守內(nèi)力得總功之與恒為零時,系統(tǒng)在此過程中機械能守恒、這一結(jié)論稱為機械能守恒定律。所以不受外力而內(nèi)力都就是保守力得系統(tǒng),其動量與機械能必然同時守恒。凡選擇回答錯誤得,均給出下面得進一