大學物理第3章

1、第三章 能量定理和守恒定律一、選擇題基礎： 1、一個不穩(wěn)定的原子核，其質量為M，開始時是靜止的。當它分裂出一個質量為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、動能為的物體A物體與靜止的B物體碰撞，設A物體的質量為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能為（ ）（A）； （B）； （C）； （D）。3、對于一個物體系來說,在下列條件中,哪種情況下系統(tǒng)的機械能守恒？（ ）(A) 合外力為零； (B) 合外力不作功；(C) 外力和非保守內力都不作功； (D) 外力和保守內力都不作功。4、速度為v的子彈,打穿

2、一塊木板后速度為零,設木板對子彈的阻力是恒定的，那么,當子彈射入木板的深度等于其厚度的一半時,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；(B) 作用于一個物體的摩擦力只能作負功；(C) 內力不改變系統(tǒng)的總機械能；(D) 一對作用力和反作用力作功之和與參照系的選取無關。6、所謂保守力，就是指那些 （ ）（A） 對物體不做功的力； （B） 從起點到終點始終做功的力；（C） 做功與路徑無關，只與起始位置有關的力； （D） 對物體做功很“保守”的力。7、對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，系統(tǒng)內相應的勢能增加；（2）質點運動經一閉合路徑，保守力對質點作的功為零；（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）總動量守恒；（B）總動量在炮身前進的方向上的分量守恒，其他方向動量不守恒；（C）總動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）總動量在任何方向的分量均不守

4、恒。9、在下列四個實例中，哪一個物體和地球構成的系統(tǒng)，其機械能不守恒 （ ）（A）物體作圓錐擺運動； （B）拋出的鐵餅作斜拋運動（不計空氣阻力）；（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、一質點受力作用，沿X軸正方向運動，從到的過程中，力做功為 （ ）（A）8J； (B) 12J； (C) 16J； (D) 24J。11、質量為2kg的質點在F=6t（N）的外力作用下從靜止開始直線運動，則在0s 2s內，外力F對質點所作的功為 （ ）（A）6J； （B）8J； （C）16J； （D）36J。12、質量為m的子彈，以水平速度打中一質量為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為，則此后木塊在停止前移動的距離等于（ ）（A）； （B）；（C）； （D）；一般綜合：1、有兩個傾角不同、高度相同、質量相同的斜面置于光滑的水平面上，斜面也是光滑的，有兩個一樣的小球，從這兩斜面頂點由靜止開始下滑，則（ ）（A）兩小球到達斜面底端時的動量是相等的；（B）兩小球到達斜面底端時的動能是相等的；（C）小球和斜面組成的系統(tǒng)動量是守恒的；（D）小球和斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上的動量是守恒的。2、在由兩個物體組成的系統(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）動能和動量都守恒； （B）動能和動量都不守恒；（C）動能不守恒，動量守恒

6、； （D）動能守恒，動量不守恒。3、兩個質量不等的小物體，分別從兩個高度相等、傾角不同的斜面的頂端，由靜止開始滑向底部。若不計摩擦，則它們到達底部時 （ ）（A）動能相等； （B）動量相等； （C）速率相等； （D）所用時間相等。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，若不計空氣阻力，在下滑過程中，則（ ）（A）由組成的系統(tǒng)動量守恒；圖（B）由組成的系統(tǒng)機械能守恒；（C）之間的相互正壓力恒不做功；（D）由和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒。綜合：1、在下列四個實例中，哪一個物體和地球構成的系統(tǒng)，其機械能不守恒 （ ）（A）物體作圓錐擺運動； （B）拋出的鐵餅作斜拋運動（不

7、計空氣阻力）；（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、一質點受力作用，沿X軸正方向運動，從到的過程中，力做功為 （ ）（A）8J； (B) 12J； (C) 16J； (D) 24J。3、質量為2kg的質點在F=6t（N）的外力作用下從靜止開始運動，則在0s 2s內，外力F對質點所作的功為 （ ）（A）6J； （B）8J； （C）16J； （D）36J。二、填空題基礎：1、一質量為的質點在力作用下，沿X軸作直線運動，質點在至內動量變化量的大小為 。2、物體沿任意閉合路徑運動一周時，保守力對它所作的功為 。3、動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、一質量為M的木塊，靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)有一質量為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)，其動量 ，機械能 （填守恒或不守恒）。5、質量為和的兩個物體，若它們具有相同的動能，欲使它們停下來，則外力的沖量之比 。6、質量為和的兩個物體，具有相同的動量，欲使它們停下來，則外力對它們做的功之比 。 7、一物體萬有引力做功125J，則引力勢能增量為 。8、只有在滿足 時，系統(tǒng)的總動量才遵循守恒定律； 在解自由落體問題時，我們通常是忽略了空氣阻力，由 守恒定律來計算的。9、如果作用在質點系的外力和非保守內力都不做功或做功之和為零時，質點系的動能

9、和勢能是相互轉換的，二者的轉換是通過 來實現(xiàn)的。一般綜合：1、一物體的質量為20千克，其速度為米/秒，在變力的作用下沿X軸正向作直線運動，經過一段時間后，速度變?yōu)槊?秒，該段時間內變力做的功為 ，物體的動量變化為 。 2、設一質量為的小球，沿X軸方向運動，其運動方程為，則在時間t1=1s和t2=3s內，合外力對小球作的功為 ；合外力對小球作用的沖量大小為 。3、一物體的質量為10千克，其速度為米/秒，在變力的作用下沿X軸正向作直線運動，經過一段時間后，速度變?yōu)槊?秒，該段時間內變力的沖量為 ，物體的動能的增量為 。4、一個力F作用在質量為1.0kg的質點上，使之沿x軸運動，已知在此力作用下質點

10、的運動方程為，在0到4s的時間間隔內，力F的沖量的大小I ，力F對質點所作的功W 。綜合：圖如圖，質量為m的質點，在半徑為r豎直軌道內作速率為v的勻速圓周運動，在由A點運動到B點的過程中，所受合外力的沖量為 ；在運動過程中，質點所受到的合力的方向為 ；三、判斷題（基礎）1、動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、機械能守恒定律的條件是作用在質點系的外力和非保守內力都不做功或做功之和為零。（ ）3、萬有引力做功與物體經過的路徑無關。 （ ）4、保守力等于勢能梯度。 （ ）5、保守力作功等于勢能的增量。（ ）6、動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，雖然合外力在某個坐標軸上的分量為零，但是它在該坐標軸的分動量不守恒。（ ）8、內力能使系統(tǒng)內各質點的動量發(fā)生變化，即內力能在系統(tǒng)內各個物體之間傳遞動量，因此它們對系統(tǒng)的總動量有影響。 （ ）9、系統(tǒng)所受的外力和非保守內力做的功等于系統(tǒng)機械能的增量。（ ）四、解答題（1）問答題1、請簡要說出計算功的三種方法。2、請簡要說出應用功能原理解題和應用動能定理解題有哪些不同點？（2）計算題基礎：1、一質量為的物體按的規(guī)律作直線運動，當物體由運動到時，求外力所做的功和物體所受力的沖量。2、力作用在質量為1.0kg的質點上，

12、已知在此力作用下，質點的運動方程為，求在0到4秒內，力F對質點所作的功。3、設作用在質量為2kg的物體上的力。如果物體由靜止出發(fā)沿直線運動，求在頭2s時間內，這個力對物體所作的功。4、質量m=10kg的物體在力F=30+4t（N）的作用下沿x軸運動，試求（1）在開始2秒內此力的沖量I;(2）如沖量I=300N·s，此力的作用時間是多少？ 5、用棒打擊質量為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？設球與棒的接觸時間為0.02s，求球受到的平均沖力。圖6、如圖，一彈性球，質量m=0.2kg，速度為=6m/s，與墻壁碰撞后跳回，設跳回

13、時速度的大小不變，碰撞前后的速度方向與墻壁的法線的夾角都是=600，碰撞的時間為。求在碰撞時間內，球對墻壁的平均作用力。7、一根長為l，質量為的勻質細直棒，使其由豎直于地面的位置從靜止開始無滑動地倒下，當它倒在地面瞬時，棒頂端速度為多大？8、一質量為10g、速度為的子彈水平地射入鉛直的墻壁內0.04m后而停止運動，若墻壁的阻力是一恒量，求墻壁對子彈的作用力。11、如圖，一個質量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，一質量為的子彈在水平方向以速度射入豎直懸掛的靶內

14、，并與靶一起運動，設靶的質量為，求子彈與靶擺動的最大高度。圖圖2、如圖，質量為m的鋼球系在長為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，球在最低點與質量為M的鋼塊作完全彈性碰撞，問碰撞后鋼球能達多高?3、一質量為m的物體，從質量為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，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、一物體質量m=2 kg，以初速度從斜面上的A點處下滑，它與斜面的摩擦力為8N，到達B點將彈簧壓縮20cm至C點后剛好停了下來，求彈簧的彈性系數k為多大？已知AC = 5m，。 2、如圖所示，質量為M的滑塊正沿著光滑水平地面向右滑動，一質量為m的小球對地以水平向右速度與滑塊斜面相碰撞，碰后小球豎直彈起，速率為(對地)，若碰撞時間為，試計算此過程中，滑塊對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