大学物理思考题答案第四章.doc

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1、第四章动量守恒定律与能量守恒定律4-1用锤压钉，很难把钉子压入木块，如果用锤击钉，钉子就很容易进入木块。这是为什么？答：要将钉子压入木块中，受到木块的阻力是很大的，仅靠锤压钉子上面的重量远远不够，只有挥动锤子，使锤子在极短的时间内速度从很大突然变为零，在这过程中可获得较大的冲量，即:又因为很短，所以可获得很大的冲力，这样才足以克服木块的阻力，将钉子打进木块中去。4-2一人躺在地上，身上压一块重石板，另一人用重锤猛击石板，但见石板碎裂，而下面的人毫无损伤。何故？答：石板受击所受到的冲量很大，亦即很大。但是，由于石板的质量m很大，所以，

2、石板的速度变化并不大。又因为用重锤猛击石板时，冲击力F很大，此力作用于石板，易击碎石板；但是，由于石板的面积很大，故作用于人体单位面积上的力并不大，所以下面的人毫无损伤。4-3两个质量相同的物体从同一高度自由下落，与水平地面相碰，一个反弹回去，另一个却贴在地上，问哪一个物体给地面的冲击较大？答：贴地：反弹：，则反弹回去的物体对地面冲击大。4-4两个物体分别系在跨过一个定滑轮的轻绳两端。若把两物体和绳视为一个系统，哪些力是外力？哪些力是内力？答：取系统和绳，内力：外力：，绳与滑轮摩擦力，滑轮对绳支持力。4-5在系统的动量变化中内力起什

3、么作用？有人说：因为内力不改变系统的动量，所以不论系统内各质点有无内力作用，只要外力相同，则各质点的运动情况就相同。这话对吗？答：这话是错的。由质点系动量定理可知，在系统动量变化中，外力改变系统的动量，内力不改变系统的动量；但内力改变各质点的动量，所以各质点的运动情况就不相同。4-6我国东汉史学者王充在其所著《论衡》一书中记有：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决角伸钩，使之自举，不能离地。”说的是古代大力士自己不能把自己举离地面。这个说法正确吗？为什么？答：正确。取人和地球为一系统，重力是内力，不能改变系统的动量，所以自己不能举起自

4、己。4-7人从大船上容易跳上岸，而从小船上不容易跳上岸，这是为什么？答：水平无外力，动量守恒，小船：，，大船：，，；，；则小船后退较远，相当从远处跳，跳到水里。4-8一人在帆船上用鼓风机正对帆鼓风，试图使帆船前进，但他发现，船非但不前进，反而缓慢后退，这是为什么？答：鼓风机喷出气体对帆作用力，与气体对鼓风机作用力，是一对平衡力，作用船上，。鼓风机对气体的作用力，船应不动，但气体吹到帆上时，帆左边流速大，压强小；帆右边流速小，压强大，，帆的面积相同，，船缓慢后退。流体力学公式，伯努力方程：表明，压强大，速度小；压强小，速度大。4-9质

5、点系的动量守恒，是否意味着该系统中一部分质点的速率变大时，另一部分质点的速率一定会变小？答：由质点系动量守恒定律当时，恒矢量可知，质点系各质点动量的矢量和保持不变。而不是一部分质点的速率变大，另一部分质点的速率一定会变小。4-10在大气中，打开充气气球下方的塞子，让空气从球中冲出，气球可在大气中上升。如果在真空中打开气球下方的塞子，气球也会上升吗？说明其道理。答：取气球和气球內的空气为一系统，当气球内的空气冲出气球时，如果冲力大于地球的引力，动量守恒，则气球能上升；这与在真空与否无关。4-11在光滑的水平平面上放一长为、质量为的小车

6、，车的一端站有质量为的人，开始时人和车都是静止的。若人以相对地面的速率从车的一端走到另一端，在此过程中人和小车相对地面各移动了多少距离？答：取人和车为一系统，取地面为参考系，水平方向不受力，动量守恒。式中：是人对地的速率，是车对地的速率。由速度变换由于是一维运动，则所以车对地移动的距离人对地移动的距离4-12物体被放在斜面上，如把与看成一个系统，问在下列何种情形下，系统的水平方向分动量是守恒的？答:取、为一系统，取地面为参考系，则（1）动量不守恒；（2）动量守恒；（3）动量守恒；（4）动量不守恒。4-13一物体在粗糙斜面上滑下，试分

7、析在此过程中哪些力做正功，哪些力做负功，哪些力不做功。答：重力做正功，摩擦力做负功，支持力不做功。4-14合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，其中一个分力做的功，能否大于物体动能的增量？答：可以。如4-13思考题，重力做的功大于物体动能的增量。4-15质点的动量和动能是否与（惯性）参考系的选取有关？功是否与参考系有关？质点的动量定理和动能定理是否与参考系有关？请举例说明。答：动量和动能与惯性参考系的选取有关，功与惯性参考系选取有关，动量定理和动能定理与惯性参考系选取无关。例如，一个是静止参考系，另一个是沿方向作匀速直线运动的参考

8、系，则质点相对这两个参考系有：速度变换其中：绝对速度，相对速度，牵连速度。动量所以动量与惯性参考系有关.动能所以动能与惯性参考系有关。力，时间，坐标变换功所以功与惯性参考系有关。动量定理所以，动量定理与贯性参考系无关。动能定理由于两边