大学物理第三章作业

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1、解：将子弹与小球视为一个系统。系统在水平方向不受外力作用，因此系统水平方向的动量守恒，即一选择题1．质量为20g的子弹，以400m/s的速率沿图示方向射入一原来静止的质量为980g的摆球中，摆线长度不可伸缩．子弹射入后开始与摆球一起运动的速率为(A)2m/s；(B)4m/s；(C)7m/s；(D)8m/s．［B］第三章动量能量守恒作业1故选B2．对功的概念有以下几种说法：[C]1）保守力作正功时，系统内相应的势能增加．2）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零．3）作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为

2、零．在上述说法中(A)(1)、(2)是正确的；(B)(2)、(3)是正确的；(C)只有(2)是正确的；(D)只有(3)是正确的．解：保守力作正功时，系统势能减少；作用力和反作用力两者所作功的代数和不为零；保守力作功有故选C注：作用力和反作用所作功的代数和不一定为零，如两磁铁（一个固定）间的作用力二填空题1．质量为m的小球自高为处沿水平方向以速率抛出,与地面碰撞后跳起的最大高度为水平速率为，则碰撞过程中1)地面对小球的竖直冲量的大小为；2)地面对小球的水平冲量的大小为．解：小球为研究对象。根据质点的动量定理，有撞击地面前其y向的速度（

3、沿y轴负向）为撞击地面后其y向的速度（沿y轴正向）为则动量定理的y向分量式为可得竖直冲量的大小为撞击地面前x向的速度（沿x轴正向）为，撞击地面后x向的速度（沿x轴正向）为动量定理的x向分量式为则地面对小球水平冲量的大小为2.假设作用在一质量为10kg的物体上的力，在4秒内均匀地从零增加50N，使物体沿力的方向由静止开始作直线运动．则物体最后速率v＝解：物体受变力物体F作用.由已知条件可知力F与时间成正比，即代入，可得，则根据牛顿第二定律，有则有分离变量后分离变量后两边同时积分，可有则得三计算题陨石在距地面高h处时速度为．忽略空气阻力

4、，求陨石落地的速度.设地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G．解：设陨石的质量为m.陨石落地过程中，万有引力的功为根据动能定理，有可得地心第三章动量能量守恒作业2一选择题1.一质量为M的弹簧振子，水平放置且静止在平衡位置，如图所示．一质量为m的子弹以水平速度射入振子中，并随之一起运动．如果水平面光滑，此后弹簧的最大势能为(A)(B)(C)(D)［B］解：选弹簧振子和子弹为一个系统。此系统在水平方向不受外力作用，因此水平方向动量守恒，即式中为子弹射入振子后与振子共同的速度由上式可得则子弹射入振子时系统的动能为其全部转变为势能，即最大

5、势能为故选B二填空题解：1）质点的加速度为根据牛顿第二定律有一个力F作用在质量为1.0kg的质点上，使之沿x轴运动．已知在此力作用下质点的运动学方程为(SI)；在0到4s的时间间隔内，(1)力F的冲量大小I=;(2)力F对质点所作的功W=．则冲量大小为2)对质点所作的功为光滑水平面2.如图所示，一光滑的滑道，质量为M高度为h，放在一光滑水平面上，滑道底部与水平面相切．质量为m的小物块自滑道顶部由静止下滑，则（1）物块滑到地面时，滑道的速度为（2）物块下滑的整个过程中，滑道对物块所作的功为解：（1）将物块和滑道视为一个系统，则系统在水

6、平方向不受外力作用，系统水平方向的动量守恒。选择地面为参考系。设物块滑到地面时相对地面的速度为，滑道相对地面的速度为，系统水平方向动量守恒，即将物块、滑道和地面视为一个系统，系统内物块和滑道间的一对正压力做功的和为零，只有保守内力作功，则系统能量守恒，即由上两式可解得（2）设物块下滑的整个过程中，根据动能定理物块对滑道所作的功为可得则滑道对物块所作的功为三计算题如图，水平地面上一辆静止的炮车发射炮弹．炮车质量为M，炮身仰角为a，炮弹质量为m，炮弹刚出口时，相对于炮身的速度为u，不计地面摩擦：(1)求炮弹刚出口时，炮车的反冲速度大小；

7、(2)若炮筒长为l，求发炮过程中炮车移动的距离．解：(1)以炮弹与炮车为一系统，地面为参考系。则系统水平方向的动量守恒．设炮弹刚出口时炮车相对地面的速率为Vx，则炮弹相对地面的x向速率为系统水平方向的动量守恒，可有—负号表示炮车向后退(2)以u(t)表示发炮过程中任一时刻t，炮弹相对炮身的速度，则该瞬时炮车的速度应为则有积分上式，则有注意，式中负号表示炮车后退，即向后退了