西南交大大学物理作业参考答案NO.2.pdf

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1、©西南交大物理系_2013_02《大学物理AI》作业No.02动量、动量守恒定律班级________学号________姓名_________成绩_______一、判断题：（用“T”和“F”表示）[F]1．在匀速圆周运动中，质点的动量守恒。解：因为动量是矢量，在匀速圆周运动中，动量的大小不变，方向时时刻刻在变化。[F]2．物体运动方向与作用在物体上的合外力方向相同。反例：抛体运动。[F]3．物体所受摩擦力的方向与物体运动的方向相反。解：摩擦力的方向是与物体相对运动的方向相反。[F]4．用绳系一物体，在竖直

2、平面内作圆周运动，到达最高点时，物体受到重力、绳子的拉力及向心力作用。解：向心力是重力与绳子拉力的合力。[F]5．惯性离心力与向心力满足牛顿第三定律。解：离心力与向心力是一对作用力与反作用力，惯性离心力是虚拟的力，找不到施力物体，所以没有反作用力。二、选择题:1．一个任意形状的刚性物体，其质心[B](A)总是在物体内部(B)可以位于物体外部(C)取决于物体的运动(D)取决于物体所在的参考系解：例如质量均匀分布的圆环。其质心在圆心，不在物体上。2.在孤立系统中，发生非弹性碰撞[C](A)机械能和动量都是守恒

3、的(B)机械能是守恒的(C)动量是守恒的(D)机械能和动量都不守恒解：凡是两个单体的碰撞过程，动量都是守恒的。对于完全弹性碰撞，系统的机械能还是守恒的。在非弹性碰撞中，机械能不守恒。3.、一辆汽车从静止开始加速。这样做使得汽车的动量的绝对值变化一定的量，那么地球的动量[B](A)变化更大的量(B)变化相同的量(C)变化小一点的量(D)答案取决于两者之间的相互作用解：根据动量定理，质点受到的合力的冲量等于其动量的增量，而汽车给地球的冲量和地球给汽车的冲量大小相等，方向相反。因而二者的动量变化相同的量。4.假

4、设一个乒乓球和一个保龄球向你滚来。都具有相同的动量，然后你用相同的力将两只球停住，比较停住两只球所用的时间间隔[B](A)停住乒乓球所用的时间间隔较短(B)停住两只球所用的时间间隔相同(C)停住乒乓球所用的时间间隔较长(D)条件不足，不能确定解：根据动量定理：IFtp，因为动量的增量相同，只要力相同，那么t也相同。5．在t=0时刻，一个大小恒定的力F开始作用在一正在外层空间沿x轴运动的石块上。石块继续沿此轴运动。对t>0的时刻，下面的哪一个函数有可能表示石块的位置：2[B](A)x4t

5、3(B)x4t6t3342(C)x4t6t3(D)x4t6t3t解：由题意知道石块所受的合力就是恒力F，则它的加速度也是个恒定值且不为零。将上面四个式子分别对时间求二阶导数，即可得到四种情况下的加速度，对于d2xd2x2（A）：a0（B）：a8m/sdt2dt2d2xd2x2（C）：a24t（D）：a48t12dt2dt2只有B符合。6．速度为V的小球与以速度V（V与V方向相同，并且V

6、球的速度为[C](A)V－2V(B)2(V－V)00(C)2V－V(D)2(V－V)00解：设小球质量为m，碰撞后速度为V1，车质量为M，碰撞后速度为V2。完全弹性碰撞，碰撞前后，机械能守恒；忽略外力作用，碰撞前后动量守恒，即有mVMVmVMV012移项得mVVMVV(1)10212121212mVMVmVMV01222222222移项得mVVMVV(2)102(1)、(2)两式相除，可得VVVV(3)102MMM联立(1)、(3)两式，有1V1

7、2V1V0(4)mmmMMMM因为M>>m,所以1,1mmmm(4)式简化为V2VV选C10三、填空题:1、如图所示为一个物体在一次碰撞中受力的大小随时间变化的三个图像。根据冲量的定义，对三种情况的冲量的大小，由大到小排序全相等。2.三质点构成如图所示的系统，该系统的质心坐标(x,y)164,。1533.假设雨水垂直地落入沿着无摩擦的水平直轨道运动的敞篷车里，随着雨水在车里聚集，车的速度将减小。（填：增大、减小、不变）解：小车在水平方向上动量守恒，质量增加，速

8、度必然减小。4.如图所示，圆锥摆的摆球质量为m，速率为v，圆周半径为R，当摆球在轨道上运动半周时，摆球所受重力冲量的大小为RmvRmg。v解：重力为一恒力，根据冲量定义，重力在ttt时间内的冲量为21t2IFdtmgtt1R摆球以速率v在轨道上运动半周，所需时间为tvmgR所以，在这段时间内，重力冲量的大小为Imgtv5.物块A和B具有如图所示的运动方向，其动量大小分别为：9kgms/和