大学物理思考题答案第四章.pdf
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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。这就是为什么?答:要将钉子压入木块中,受到木块得阻力就是很大得,仅靠锤压钉子上面得重量远远不够,只有挥动锤子,使锤子在极短得时间内速度从很大突然变为零,在这过程中可获得较大得冲量,即:又因为很短,所以可获得很大得冲力,这样才足以克服木块得阻力,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,而下面得人毫无损伤。何故?答:石板受击所受到得冲量很大,亦即很大。但就是,由于石板得质量 m很大,所以,石板得速度变化并不大。又因为用重锤猛击石板时,冲击
2、力 F 很大,此力作用于石板,易击碎石板;但就是,由于石板得面积很大,故作用于人体单位面积上得力并不大,所以下面得人毫无损伤。4-3 两个质量相同得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得冲击较大?答:贴地:反弹:,则反弹回去得物体对地面冲击大。4-4 两个物体分别系在跨过一个定滑轮得轻绳两端。若把两物体与绳视为一个系统,哪些力就是外力?哪些力就是内力?答:取系统与绳,内力:外力:,绳与滑轮摩擦力,滑轮对绳支持力。4-5 在系统得动量变化中内力起什么作用?有人说:因为内力不改变系统得动量,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
3、点得运动情况就相同。这话对吗?答:这话就是错得。由质点系动量定理可知,在系统动量变化中,外力改变系统得动量,内力不改变系统得动量;但内力改变各质点得动量,所以各质点得运动情况就不相同。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。”说得就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。取人与地球为一系统,重力就是内力,不能改变系统得动量,所以自己不能举起自己。4-7 人从大船上容易跳上岸,而从小船上不容易跳上岸,这就是为什么?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
4、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,但她发现,船非但不前进,反而缓慢后退,这就是为什么?答:鼓风机喷出气体对帆作用力,与气体对鼓风机作用力,就是一对平衡力,作用船上,。鼓风机对气体得作用力,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,帆得面积相同,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 质点系得动量守恒,就是否意味着该系统中一部分质点得速率变大时,另一部分质点得速率一定会变小?答:由质点系动量守恒定律当时,恒矢量可知,质点系各质点动量得矢量与保持不变。而不就是一部分质点得速率变大,另一部分质点得速率
5、一定会变小。4-10 在大气中,打开充气气球下方得塞子,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得塞子,气球也会上升吗?说明其道理。答:取气球与气球內得空气为一系统,当气球内得空气冲出气球时,如果冲力大于地球得引力,动量守恒,则气球能上升;这与在真空与否无关。4-11 在光滑得水平平面上放一长为、质量为得小车,车得一端站有质量为得人,开始时人与车都就是静止得。若人以相对地面得速率从车得一端走到另一端,文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:
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7、HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 Z
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10、2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9
11、 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文
12、档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5在此过程中人与小车相对地面各移动了多少距离?答:取人与车为一系统,取地面为参考系,水平方向不受力,动量守恒。式中:就是人对地得速率,就是车对地得速率。由速度变换由于就是一维运动,则所以车对地移动得距离人对地移动得距离4-12 物体被放在斜面上,如把与瞧成一个系统,问在下列何种情形下,系统得水平方向分动量就是守恒得?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
13、粗糙斜面上滑下,试分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 合外力对物体所做得功等于物体动能得增量,其中一个分力做得功,能否大于物体动能得增量?答:可以。如 4-13 思考题,重力做得功大于物体动能得增量。4-15 质点得动量与动能就是否与(惯性)参考系得选取有关?功就是否与参考系有关?质点得动量定理与动能定理就是否与参考系有关?请举例说明。答:动量与动能与惯性参考系得选取有关,功与惯性参考系选取有关,动量定理与动能定理与惯性参考系选取无关。例如,一个就是静止参考系,另一个就是沿方向作匀速直线运动得参考系,则质点相对这两个参考
14、系有:速度变换文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:C
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20、ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5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000()()IFdtF dtpmvmvm vum vumvmvV所以,动量定理与贯性参考系无关。
21、动能定理22011()22KAFdrF drudtF dru F dtEmvmvV222220001111()()()2222m vum vumvmvu mvmv由于两边都有:,所以约去以后,与下式相同形式。所以,动能定理与惯性参考系无关。4-16 有两个相同得物体,处于同一位置,其中一个水平抛出,另一个沿斜面无摩擦地自由滑下,问哪一个物体先到达地面?到达地面时两者速率如何?答:物体、从同一高度开始运动,物体平抛,物体沿斜面无摩擦地自由滑下,则、两物体落地得速度分别为所以、两物体到达地面得时间分别为因为所以文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编
22、码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z
23、2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9 ZE8V1T3A7G5文档编码:CX3S1J7J10Z2 HV2I8H6Q9D9
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