（大学物理下册）2010习题2解答

《（大学物理下册）2010习题2解答》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、作业2动量与角动量功与能2-1一步枪在射击时，子弹在枪膛内受到的推力满足的规律，已知击发前子弹的速率为零，子弹出枪口时的速度为300m/s，受到的力变为零．求：⑴子弹受到的冲量？⑵子弹的质量为多少克？原题3-32-2一个质量m=50g，以速率=20m/s作匀速圆周运动的小球，在1/4周期内向心力加给它的冲量是多大？原题3-4312-3有一运送砂子的皮带以恒定的速率水平运动，砂子经一静止的漏斗垂直落到皮带上，忽略机件各部位的摩擦及皮带另一端的其它影响，试问：⑴若每秒有质量为的砂子落到皮带上，要维持皮带以恒定速率运动，需要多大的功率？⑵若20kg/s，m/s，水平牵引力多大？所需功

2、率多大？解：⑴设t时刻落到皮带上的砂子质量为M，速率为，t+dt时刻，皮带上的砂子质量为M+dM，速率也是，根据动量定理，皮带作用在砂子上的外力F的冲量为：∴由第三定律，此力等于砂子对皮带的作用力，即．由于皮带匀速运动，动力源对皮带的牵引力，因而，，，与同向，动力源所供给的功率为：⑵当＝20kg/s，m/s，时，水平牵引力＝30N所需功率＝45W2-4哈雷彗星绕太阳运动的轨道是一个非常扁的椭圆，它离太阳最近的距离是m，此时它的速度是m/s，它离太阳最远时的速率是m/s，这时它离太阳的距离r2是多少？原题3-8312-5假设一个运动的质子P只受某重核N的有心排斥力的作用．已知质子

3、的质量为m，当它运动到与N相距最近的A点时，距离为a，速度为，运动到某点B时，速度为，求此时重核N到速度的垂直距离b．（图左侧的长虚线为与方向平行的直线）．baANBP题2-5图解：重核N的质量M>>m，在质子P从接近到远离重核N的全过程中，重核N可视为静止．质子P只受重核N的有心排斥力作用，P对N中心的角动量守恒．=恒矢量baANBP，∴得2-6一质量为kg的子弹，在枪膛中前进时受到的合力(SI),子弹在枪口的速度为300m/s．试计算枪筒的长度．原题4-1312-7一质量为m的质点在指向圆心的平方反比力的作用下，作半径为r的圆周运动，此质点的速度为．若取距圆心无穷远处为势能

4、零点，则其机械能为．原题4-32-8有一劲度系数为k的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量为m的小球，先使弹簧为原长，而小球恰好与地接触，再将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止．在此过程中外力所作的功为．原题4-72-9有一人造地球卫星，质量为m，在地球表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道运行，用m，R，引力常数Ｇ和地球的质量M表示⑴卫星的动能；⑵卫星的引力势能为．原题4-82-10一长方体蓄水池，面积为S=50m2，贮水深度为h1=1.5m．假定水平面低于地面的高度是h2=5m，问要将这池水全部抽到地面上来，抽水机需做功多少？若抽水机的功率为80％，输入功率为P=35k

5、w，则抽光这池水需要多长时间？原题4-2312-11某弹簧不遵守胡克定律，若施力F，则相应伸长为x，力与伸长的关系为：F=52.8x+38.4x2（SI），求：⑴将弹簧从伸长x1=0.50m拉伸到伸长x2=1.00m时所需做的功；⑵将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg的物体，然后将弹簧拉伸到伸长x=1.00m，再将物体由静止释放．求当弹簧回到伸长x1=0.50m时，物体的速率．原题4-52-12一质量为m的质点在xOy平面上运动，其位置矢量为(SI)，式中p、q、是正值常数，且p>q．求：⑴求质点在点P(p,0)和点Q(0,q)处的动能；⑵质点所

6、受的作用力，以及当质点从点P运动到点Q的过程中的分力Fx和Fy分别作的功．解：⑴由位矢可知：，，点P(p,0)处，，点Q(0,q)处，，⑵，由点P→Q31作业4气体动理论4-1氧气钢瓶体积为5升，充氧气后在27℃时压强为20个大气压，试求瓶内贮存有多少氧气？现高空中使用这些氧气，在高空空气的压强为0.67个大气压，温度为-27℃，试问这时钢瓶可提供在高空使用的氧气是多少升？0.13kg，117升；原题8—14-2在P-V图上的一点代表系统平衡状态；一条光滑的曲线代表气体的准静态过程．4-3设想每秒有1023个氧分子以500m/s的速度沿着与器壁法线成30°角的方向撞在面积为3´

7、10-4m2的器壁上，求这群分子作用在器壁上的压强．原题8—3314-4两瓶不同类型的理想气体，它们的温度和压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度相同；气体的质量密度不同；单位体积内气体分子的平均动能为不同．原题8—44-5若理想气体的体积为V，压强为P，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻耳兹曼常数，则该理想气体的分子数为．解：4-6质量相同的氢气和氦气，温度相同，则氢气和氦气的内能之比为10:3，氢分子与氦分子的平均动能之比为5:3；氢分子与氦分子的平均平动动能之比为1:1．原题8—6