物理學(xué)簡(jiǎn)明教程答案第二章

1、21對(duì)質(zhì)點(diǎn)組有以下幾種說(shuō)法：(1)質(zhì)點(diǎn)組總動(dòng)量的改變與內(nèi)力無(wú)關(guān)；(2)質(zhì)點(diǎn)組總動(dòng)能的改變與內(nèi)力無(wú)關(guān)；(3)質(zhì)點(diǎn)組機(jī)械能的改變與保守內(nèi)力無(wú)關(guān)下列對(duì)上述說(shuō)法判斷正確的是()(A)只有(1)是正確的(B)(1)、(2)是正確的(C)(1)、(3)是正確的(D)(2)、(3)是正確的分析與解分析與解在質(zhì)點(diǎn)組中內(nèi)力總是成對(duì)出現(xiàn)的它們是作用力與反作用力由于一對(duì)內(nèi)力的沖量恒為零故內(nèi)力不會(huì)改變質(zhì)點(diǎn)組的總動(dòng)量但由于相互有作用力的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小以及位移

2、與力的夾角一般不同故一對(duì)內(nèi)力所作功之和不一定為零應(yīng)作具體分析如一對(duì)彈性內(nèi)力的功的代數(shù)和一般為零一對(duì)摩擦內(nèi)力的功代數(shù)和一般不為零對(duì)于保守內(nèi)力來(lái)說(shuō)所作功能使質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換因此保守內(nèi)力即使有可能改變質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)能但也不可能改變質(zhì)點(diǎn)組的機(jī)械能綜上所述(1)(3)說(shuō)法是正確的故選(C)22有兩個(gè)傾角不同、高度相同、質(zhì)量一樣的斜面放在光滑的水平面上斜面是光滑的有兩個(gè)一樣的物塊分別從這兩個(gè)斜面的頂點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下則()(A)物塊到達(dá)斜面底端時(shí)

3、的動(dòng)量相等(B)物塊到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能相等(C)物塊和斜面(以及地球)組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒(D)物塊和斜面組成的系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒分析與解分析與解對(duì)題述系統(tǒng)來(lái)說(shuō)由題意知并無(wú)外力和非保守內(nèi)力作功故系統(tǒng)機(jī)械能守恒物體在下滑過(guò)程中一方面通過(guò)重力作功將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能另一方面通過(guò)物體與斜面之間的彈性內(nèi)力作功將一部分能量轉(zhuǎn)化為斜面的動(dòng)能其大小取決其中一個(gè)內(nèi)力所作功由于斜面傾角不同故物體沿不同傾角斜面滑至底端時(shí)動(dòng)能大小不等動(dòng)量自然也就不等(動(dòng)量

4、方向也不同)故(A)(B)(C)三種說(shuō)法均不正確至于說(shuō)法(D)正確是因?yàn)樵撓到y(tǒng)動(dòng)量雖不守恒(下滑前系統(tǒng)動(dòng)量為零下滑后物體與斜面動(dòng)量的矢量和不可能為零由此可知此時(shí)向上的地面支持力并不等于物體與斜面向下的重力)但在水平方向上并無(wú)外力故系統(tǒng)在水平方向上分動(dòng)量守恒23如圖所示質(zhì)量分別為m1和m2的物體A和B置于光滑桌面上A和B之間連有一輕彈簧另有質(zhì)量為m1和m2的物體C和D分別置于物體A與B之上且物體A和C、B和D之間的摩擦因數(shù)均不為零首先用外

5、力沿水平方向相向推壓A和B使彈簧被壓縮然后撤掉外力則在A和B彈開(kāi)的過(guò)程中對(duì)A、B、C、D以及彈簧組成的系統(tǒng)有()(A)動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒(B)動(dòng)量不守恒機(jī)械能守恒(C)動(dòng)量不守恒機(jī)械能不守恒(D)動(dòng)量守恒機(jī)械能不一定守恒gαtsinΔ01v?則物體落回地面的時(shí)間為gαttsinΔ2Δ012v??于是在相應(yīng)的過(guò)程中重力的沖量分別為jjFIαmtmgttsinΔd011Δ1v??????jjFIαmtmgttsin2Δd022Δ2v????

6、??解2根據(jù)動(dòng)量定理物體由發(fā)射點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A、B的過(guò)程中重力的沖量分別為jjjIαmymmvAysin001vv????jjjIαmymmvBysin2002vv????26高空作業(yè)時(shí)系安全帶是非常必要的假如一質(zhì)量為51.0kg的人在操作時(shí)不慎從高空豎直跌落下來(lái)由于安全帶的保護(hù)最終使他被懸掛起來(lái)已知此時(shí)人離原處的距離為2.0m安全帶彈性緩沖作用時(shí)間為0.50s求安全帶對(duì)人的平均沖力分析分析從人受力的情況來(lái)看可分兩個(gè)階段：在開(kāi)始下落的過(guò)程

7、中只受重力作用人體可看成是作自由落體運(yùn)動(dòng)；在安全帶保護(hù)的緩沖過(guò)程中則人體同時(shí)受重力和安全帶沖力的作用其合力是一變力且作用時(shí)間很短為求安全帶的沖力可以從緩沖時(shí)間內(nèi)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(動(dòng)量)的改變來(lái)分析即運(yùn)用動(dòng)量定理來(lái)討論事實(shí)上動(dòng)量定理也可應(yīng)用于整個(gè)過(guò)程但是這時(shí)必須分清重力和安全帶沖力作用的時(shí)間是不同的；而在過(guò)程的初態(tài)和末態(tài)人體的速度均為零這樣運(yùn)用動(dòng)量定理仍可得到相同的結(jié)果解1以人為研究對(duì)象按分析中的兩個(gè)階段進(jìn)行討論在自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中人跌落至2