大守恒定律作業(yè)解答.ppt

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3 1 答案 B 水平方向動(dòng)量守恒 3 2 答案 A 參考解 向上為x軸正向 設(shè)氣球相對于地的速度為V 則人相對于地的速度為 根據(jù)動(dòng)量守恒 有 3 3 答案 B 參考解 該過程彈簧開始的形變量 結(jié)束時(shí)的形變量 彈力作功與路徑無關(guān) 3 4質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在外力的作用下 其運(yùn)動(dòng)方程為 式中A B 都是正的常數(shù) 則力在 到 這段時(shí)間內(nèi)外力所作的功為 B C D 答案 C 參考解 A 習(xí)題3 4 1 軌跡方程為 2 3 保守力 3 5 o y R o y R a b 3 6人在磅稱上靜止稱重時(shí)的重量為mg 當(dāng)人在磅稱上突然下蹲到屈膝停止于磅稱上 磅稱的指針如何變化 a 磅稱的讀數(shù)先大于mg 然后等于mg b 磅稱的讀數(shù)先小于mg 然后等于mg c 磅稱的讀數(shù)先大于mg 然后小于mg d 磅稱的讀數(shù)先小于mg 然后大于mg 答案 d 參考解 下蹲開始后 人的重心下移 有一個(gè)向下的加速度 設(shè)x軸方向向上 磅對人的作用力為N 則 當(dāng)人下蹲停止時(shí) 其重心由向下運(yùn)動(dòng)到靜止 有一個(gè)向上的加速度 磅對人的作用力為 因此 磅稱的讀數(shù)先小于mg 然后大于mg 有一個(gè)來回?cái)[動(dòng)的過程 F 3 7外力F通過輕繩和一輕彈簧 k 200N m 緩慢拉地面上的物體 已知M 2kg 剛開始彈簧為自然伸長 求繩子被拉下0 2m的過程中 外力F作功 3 10 N 彈性碰撞 動(dòng)能不變 沿斜面方向速度大小方向不變 垂直斜面方向速度大小不變 方向相反 I 解 選小球 彈簧 地球?yàn)橐幌到y(tǒng) 小球運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒 并設(shè)小球處于鉛直位置時(shí)重力勢能為0 有 答案 v 4 38ms 1 當(dāng)物體向右離開平衡位置x遠(yuǎn)時(shí) 水平方向物體受三個(gè)力 1 外力F 方向向右 2彈力kx 方向向左 3摩擦力 mg 方向向左 物體最遠(yuǎn)處 v 0 得 補(bǔ)充題3 3 補(bǔ)充題3 15 解2 用分量式解 則 同樣可得 解1 用矢量圖解 3 17質(zhì)量為1 5 10 2kg的子彈 以v0 200ms 1的速率射入一固定木塊 若木塊的阻力與子彈的射入深度成正比 即 式中x為子彈進(jìn)入木塊的深度 5 0 103Nm 1 求子彈射入木塊的最大深度d 根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理有 3 18 1 答案 v 2 7ms 1 a 1 5ms 2 2 答案 v 2 3ms 1 a 1 5ms 3 19滑塊對地的平均作用力 滑塊速度增量的大小 kg m2 s 3 20 kg m2 s kg m2 s 3 22如圖3 22所示 質(zhì)量均為m的兩個(gè)小鋼球固定在一個(gè)長為a的輕質(zhì)硬桿的兩端 桿可在水平面內(nèi)的繞通過中點(diǎn)的軸自由轉(zhuǎn)動(dòng) 桿原來靜止 另一泥球質(zhì)量為m 以水平速度v0垂直于桿的方向與一個(gè)小鋼球發(fā)生碰撞 碰后二者粘在一起 求碰撞后桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 碰撞過程中合外力矩為零 因此對此點(diǎn)的角動(dòng)量守恒 設(shè)碰撞后桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 則碰撞后三質(zhì)點(diǎn)的速率均為 碰撞前 此三質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的總角動(dòng)量為 碰撞后 每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量為 角動(dòng)量守恒 M m v 習(xí)題3 23 3 24 A o B C r 1m 補(bǔ)充題3 25 如題3 6圖所示 水平小車的B端固定一彈簧 彈簧自然長度時(shí) 靠在彈簧上的滑塊距小車A端為L 已知小車質(zhì)量M 10kg 滑塊質(zhì)量m 1kg 彈簧的勁度系數(shù)k 110N m L 1 1m 現(xiàn)將彈簧壓縮 并維持小車靜止 然后同時(shí)釋放滑塊與小車 忽略一切摩擦 1 滑塊與彈簧剛剛分離時(shí) 小車及滑塊相對地的速度各為多少 2 滑塊與彈簧分離后 又經(jīng)過多少時(shí)間滑塊從小車上掉下來 補(bǔ)充題3 25 補(bǔ)充題3 26 長為l的輕繩一端固定于O點(diǎn) 另一端系一質(zhì)量為m的小球 如題3 7圖所示 今使小球繞O點(diǎn)在鉛直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng) 若小球在最高點(diǎn)A處時(shí)繩的張力為0而不下落 1 求小球在A點(diǎn)的速率 2 求小球在任一點(diǎn)B 繩與鉛垂線的夾角為 的速率及繩中的張力T 解 1 求小球在A點(diǎn)的速率 2 求小球在任一點(diǎn)B 繩與鉛垂線的夾角為 的速率及繩中的張力T 由機(jī)械能守恒 可得小球在B點(diǎn)的速率v滿足 小球在B點(diǎn) 根據(jù)牛頓定律 其法向滿足下面的方程 3 27 如圖3 27 質(zhì)量為M 1 5kg的物體 被長為l 1 25m的細(xì)繩 質(zhì)量忽略不計(jì) 懸掛在天花板上 今有一質(zhì)量為m 10g的子彈以v0 500ms 1的水平速度射穿物體 設(shè)剛穿出時(shí)子彈的速度大小為 30ms 1 求 1 子彈剛穿出時(shí)繩的張力 2 子彈在穿透過程中所獲得的沖量 解 1 如圖3 27 研究子彈與物體組成的系統(tǒng) 在子彈穿透物體的過程中 子彈與物體之間的沖力遠(yuǎn)大于子彈與物體受到的重力 張力 因而 系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒 物體獲得的沖量為 方向向右 方向向左 子彈獲得的沖量為 也可以 3 28 如圖3 28a 與彈簧相連 質(zhì)量為m的物體在表面光滑 半徑為R的固定半圓柱上滑動(dòng) 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k 開始時(shí)物體處于a處 此時(shí)彈簧處于原長 在與半圓柱面始終相切的外力F的作用下 物體沿半圓柱面切向勻速的由a移動(dòng)到b 求力F所作的功 求力F所作的功 3 29選物體m和彈簧k為系統(tǒng) 則彈性力為保守內(nèi)力 作用于系統(tǒng)的外力有 物體受的重力mg 摩擦力fr 斜面對物體的正壓力N1以及作用于彈簧固定端的力N2 其中N1 N2對系統(tǒng)不作功 物體從a點(diǎn)下滑到c點(diǎn)的過程中 重力對物體作功為 摩擦力作功為 系統(tǒng)在a點(diǎn)的機(jī)械能為 在c點(diǎn)的機(jī)械能為 根據(jù)功能原理 有 在物體從c點(diǎn)被彈至d點(diǎn)的過程中系統(tǒng)在c點(diǎn)的機(jī)械能為 d點(diǎn)的機(jī)械能為 重力對物體作功為 摩擦力作功為 根據(jù)功能原理 有 3 30 m o M k 代入數(shù)據(jù) 得 x 0 074m