大学物理学练习题题解-功与能以及能量守恒共18页

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2024年度-大学物理习题练习及答案

磁滞现象与磁滞回线
理解磁滞现象和磁滞回线的概念，掌握其特点和影响因素。
磁化现象与磁化曲线
理解磁化现象和磁化曲线的概念，掌握其特点和应用。
磁屏蔽与磁路计算
了解磁屏蔽的原理和应用，掌握磁路计算的基本方法。
17
04
光学部分
18
几何光学基础
习题1
解释什么是光的直线传播定律，并举例说明其
应用。
习题2
气体动理论的应用
能够运用气体动理论解释宏观现象，如扩散、热传导、黏滞性等。同时，了解气体动理论在科学技术中的应用，如真空技术、气体激光器等。
12
03
电磁学部分
13
静电场
01
电荷守恒定律
理解电荷守恒定律，掌握其应用。
电场强度
理解电场强度的概念，掌握其计算方法和方向判断。
03
02
库仑定律
理解库仑定律，掌握点电荷之间的力的大小和方向计算。
讨论白光通过三棱镜后的色散现象和光谱分布。
21
激光与光纤通信
习题1
解释什么是激光，并说明激光器的原理和构造。
习题3
分析光纤通信的原理和优点，并说明光纤的结构和传输模式。
习题2
阐述激光的特点和应用，如激光测距、激光雷达、激光加工等。
习题4
讨论光纤通信系统中的关键技术和设备，如光源、光检测器、光纤放大器等。
31
THANKS
感谢观看
32
公式使用不当
在解题过程中使用错误的公式或误用公式，导致计算结果错误。纠正措施包括熟练掌握常用物理公式及其适用条件，注意公式中各个物理量的含义和单位。
计算错误
由于计算过程中的失误或粗心大意导致的错误。纠正措施包括提高计算准确性，注意运算顺序和符号的处理，以及及时检查和纠正计算错误。

大学物理动量守恒和能量守恒习题讲解

C A D B C A D B
第三章动量守恒定律和能量守恒定律
动量守恒和能量守恒习题课选讲例题
物理学教程（第二版）
例以下四种说法中，哪一种是正确的？（1）作用力与反作用力的功一定是等值异号.
（2）内力不能改变系统的总机械能.
（3）摩擦力只能作负功. （4）同一个力作功在不同的参考系中，也不一定相同.
Ff m
dv
Fn m
v
2
Ff
m
en R
et
o
由
v
v
0
dv v

π
πR

R
0
d s 得 ln
W
v v0
1 2
Fn
π
2 mv0
v v0e
摩擦力的功
(e
2 π
1) 0
第三章动量守恒定律和能量守恒定律
动量守恒和能量守恒习题课选讲例题
动量守恒和能量守恒习题课选讲例题
物理学教程（第二版）
例
一质量为 m 的小球,以速率为v0 、与水平面夹
角为60°的仰角作斜抛运动，不计空气阻力，小球从抛
出点到最高点这一过程中所受合外力的冲量大小
为
3 m v 0 2 ，冲量的方向是沿解： I mv mv0
1
y 轴负方向 .
物理学教程（第二版）
程中所作的功为：
( A) 67 J , (B) (D ) 91 J , 67 J
（A）
( C ) 17 J ,
分析： F r W
( 4 i 5 j 6 k ) ( 3i 5 j 9 k )

大学物理第三章-动量守恒定律和能量守恒定律-习题及答案

t1
即：作用在两质点组成的系统的合外力的冲量等于系统内两质点动量之和的增量，即系统动量的增量。 2．推广：n 个质点的情况
t2 t2 n n n n F d t ＋ F d t m v mi vi 0 i外 i内 i i i 1 i 1 i 1 i 1 t1 t1
yv 2
同乘以 ydy，得
y 2 gdty y
积分得
y
0
y
gdty
yvdt( yv)
0
1 3 1 gy ( yv) 2 3 2
因而链条下落的速度和落下的距离的关系为
2 v gy 3
1/ 2
7
第4讲
动量和冲量
考虑到内力总是成对出现的，且大小相等，方向相反，故其矢量和必为零，即
F
i 0
n

i内
0

设作用在系统上的合外力用 F外力表示，且系统的初动量和末动量分别用
5
第4讲
动量和冲量
P0 和 P 表示，则
t2 n n F d t m v mi vi 0 i i 外力 t1
F外 dt＝dPFra bibliotek力的效果关系适用对象适用范围解题分析
*动量定理与牛顿定律的关系牛顿定律动量定理力的瞬时效果力对时间的积累效果牛顿定律是动量定理的动量定理是牛顿定律的微分形式积分形式质点质点、质点系惯性系惯性系必须研究质点在每时刻只需研究质点（系）始末的运动情况两状态的变化
1
第4讲
动量和冲量
§3－1 质点和质点系的动量定理
实际上，力对物体的作用总要延续一段时间，在这段时间内，力的作用将积累起来产生一个总效果。下面我们从力对时间的累积效应出发，介绍冲量、动量的概念以及有关的规律，即动量守恒定律。一、冲量质点的动量定理 1．动量：Momentum——表示运动状态的物理量 1）引入：质量相同的物体，速度不同，速度大难停下来，速度小容易停下；速度相同的物体，质量不同，质量大难停下来，质量小容易停下。 2）定义：物体的质量 m 与速度 v 的乘积叫做物体的动量，用 P 来表示 P=mv 3）说明：动量是矢量，大小为 mv，方向就是速度的方向；动量表征了物体的运动状态 -1 4）单位：kg.m.s 5）牛顿第二定律的另外一种表示方法 F=dP/dt 2．冲量:Impulse 1）引入：使具有一定动量 P 的物体停下，所用的时间Δt 与所加的外力有关，外力大，Δt 小；反之外力小，Δt 大。 2）定义：作用在物体外力与力作用的时间Δt 的乘积叫做力对物体的冲量，用 I 来表示 I= FΔt 在一般情况下，冲量定义为

大学物理习题答案 6 功动能定理

大学物理习题解答功动能定理o x f1. 建立如图所示坐标系，ox 轴竖直向下为正方向。

设第一次敲打后钉子从坐标原点 o 处打入到x1 = 10cm 处，第二次敲打后从 x1 处打入到 x2 处；铁锤敲打钉子瞬间，铁锤和钉子构成的系统动量近似守恒：Mv0 = (m + M )v⇒ 敲打后钉子的初速度大小： v =M v0 ， m+Mx1x2x（第 1 题图）， ⇒ v ≈ v0 ，即两次敲打后钉子获得相同的初速度 v0 ；由于钉子质量很小（ m << M ）钉子敲入木板过程中受到阻力 f = − kx 作用，由于钉子质量很小，忽略重力的影响。

在任一位置 x 处发生一小段位移 dx ，方向沿 x 轴正方向向下，阻力 f = − kx ，方向向上，则元功： dW = f ⋅ dr = − kxdx ；（1）从原点 o 到 x1 = 10cm 处，阻力做功： W f 1 = （2）从 x1 处打入到 x 2 处，阻力做功： W f 2 由（1）（2）得 −rr1 1 2 1 2 2 − kxdx = 0 − mv0 ， ⇒ − kx1 = − mv0 ； 0 2 2 2 x2 1 1 1 2 2 2 2 = ∫ − kxdx = 0 − mv0 ， ⇒ − k( x 2 − x1 ) = − mv0 ； x1 2 2 2∫x11 1 2 2 = 2x12 ， ⇒ x 2 = 2x1 ； k( x 2 − x12 ) = − kx12 ， ⇒ x 2 2 2本题选（A）那么第二次敲入深度为： Δx = x2 − x1 = ( 2 − 1)x1 = (1.41 − 1) × 1.00cm = 0.41cm . 2. 物体在提升过程中受到提升力 F （方向竖直向上）和重力 mg （方向竖直向下）作用，由质点动能定理，质点所受外力做功之和等于质点动能的增量： WF − mgh =1 1 2 mv 2 − mv0 ， 2 2本题选（D）1 1 2 ⇒ 提升力所做的功： WF = mgh + mv 2 − mv0 ， 2 2若物体加速提升，v > v0 ，WF > mgh ；若物体减速提升，WF < mgh . 可知，若物体匀速提升，WF = mgh ； 3. 由图，子弹的阻力大小与进入深度 x 的关系： F = ⎨⎧1000000x( N) (0 ≤ x < 0.02m) ，方向与运动方向相反； ( x ≥ 0.02m) ⎩20000 N可先讨论子弹从 x0 = 0 到 x1 = 0.02m 的过程，阻力做负功： WF1 = − 又已知子弹的初动能： Ek 0 =∫0.02 01000000xdx = −200J ；1 1 2 mv 0 = × 0.02 × ( 200) 2 = 400J ， 2 2 1 1 1 1 2 2 2 由动能定理： WF1 = mv − mv0 ⇒ mv 2 = mv0 + WF1 = 400J − 200J = 200J ， 2 2 2 2 1 ⇒ 子弹的末动能： mv 2 = 200J > 0 ，即子弹进入墙壁的深度将超过 x1 = 0.02m ； 2，此过程中阻力做功： WFx = −200 + [ −20000 × ( x − 0.02)] ，设子弹进入墙壁的深度为 x （ x > 0.02m ）由动能定理： WFx = 0 −1 2 ⇒ − 200 + [ −20000 × ( x − 0.02)] = −400 mv0 2 ⇒ 子弹进入墙壁的深度： x = 0.03m = 3cm . 本题选（A）All rights reserved. This work may not be copied in whole or in part without the permission of Wu Lusen. 16大学物理习题解答4. 建立如图所示 ox 轴，竖直向上为 x 轴正方向，取水面处为坐标原点 o ；当桶离开水面到达位置 x 处时，水的质量为 m = 10 − 0.2x ，水的重力为 mg = (10 − 0.2x ) g ，方向竖直向下；在拉力作用下，桶匀速上升，则在位置 x 处，拉力 F = mg = (10 − 0.2x ) g ，方向竖直向上；人的拉力做功： WF =2x 10Fx mg∫10 0Fdx = ∫ (10 − 0.2x ) g dx = (100 − 0.1×100) g = 90 g ，010若取 g = 9.8 m s ， WF = 90 g = 90 × 9.8 = 882 J ；若取 g = 10 m s ， WF = 900 J .2o（第 4 题图）5.（1）以弹簧原长 o′ 处为弹性势能和重力势能的零点，则由图在 o 处重力势能： EPo = −mgx 0 ，（ o 点在重力势能零点下方 x0 处）又由 o′ 点处重力势能为： EPo′ = 0 ，则 o 和 o′ 两点间的重力势能差： EPo − EPo′ = −mgx0 ；在 o 点处弹性势能： EKo =1 2 kx0 ，（ o 点相对弹簧原长的形变为 x0 ） 2 1 2 1 又重物在 o 点处平衡， mg = kx0 ⇒ 在 o 处弹性势能： EKo = kx0 = mgx0 ， 2 2又由弹簧原长 o′ 处弹性势能： EKo′ = 0 ，则 o 和 o′ 两点间的弹性势能差： EKo − EKo′ =1 mgx0 ； 2在 o 处总势能： EPo + EKo = −mgx0 +1 1 mgx0 = − mgx0 ； 2 2（2）以平衡位置 o 处为弹性势能和重力势能的零点，（ o′ 点在重力势能零点上方 x0 处）则由图在 o′ 处重力势能： EPo′ = mgx 0 ，（不变）由 o 点处重力势能为： EPo = 0 ，则 o 和 o′ 两点间的重力势能差： EPo − EPo′ = −mgx 0 ；注意：空间某一点的势能大小与势能零点的选择有关，但空间两点之间的势能差与势能零点的选择无关。

《大学物理》习题册题目及答案第4单元能量守恒定律

第四章能量守恒定律序号学号姓名专业、班级一选择题[ D ]1. 如图所示，一劲度系数为k 的轻弹簧水平放置，左端固定，右端与桌面上一质量为m 的木块连接，用一水平力F 向右拉木块而使其处于静止状态，若木块与桌面间的静摩擦系数为μ，弹簧的弹性势能为 p E ，则下列关系式中正确的是(A) p E =k mg F 2)(2μ-(B) p E =kmg F 2)(2μ+(C) KF E p 22=(D) k mg F 2)(2μ-≤p E ≤kmg F 2)(2μ+[ D ]2．一个质点在几个力同时作用下的位移为：)SI (654k j i r+-=∆其中一个力为恒力)SI (953k j i F+--=，则此力在该位移过程中所作的功为（A ）-67 J （B ）91 J （C ）17 J（D ）67 J[ C ]3．一个作直线运动的物体，其速度v与时间t的关系曲线如图所示。

设时刻1t 至2t 间外力做功为1W ；时刻2t 至3t 间外力作的功为2W ；时刻3t 至4t 间外力做功为3W ，则（A ）0,0,0321<<>W W W （B ）0,0,0321><>W W W （C ）0,0,0321><=W W W （D ）0,0,0321<<=W W W[ C ]4．对功的概念有以下几种说法：（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，所以两者所作的功的代数和必然为零。

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。

[ C ]5．对于一个物体系统来说，在下列条件中，那种情况下系统的机械能守恒？（A ）合外力为0 （B ）合外力不作功（C ）外力和非保守内力都不作功（D ）外力和保守力都不作功。

大学物理动量守恒定律和能量守恒定律练习题题

1 mv2 mgR 2
A R=4m O
m=2kg
Bv
不动 v=6m·s-
1
Ff
FN
G=mg
第三章动量守恒和能量守恒
9
物理学
第五版
第三章补充例题
9 已知在半径为R的光滑球面上，一物
体自顶端静止下滑, 问物体在何处脱离球面?
解
mg
cos
FN
m
v2 R
mgR(1 cos ) 1 mv2
当物体在Ａ处脱离2球
的功.
解
因
vx
dx dt
5，
vy
dy dt
t，
有 v2 t 2 25
应用动能定理，得W
1 2
mv22
1 2
mv12
3J
第三章动量守恒和能量守恒
7
物理学
第五版
8 如图，物体质
量 m 2 kg ，沿固定
的四分之一圆弧由A静止滑下，到达B点时的
速率 v 6 m s1，求摩
擦力作的功．
第三章补充例题
x
Fdx
t 6t 1.5t 2dt 2.25t 4
0
0
所以，当 t 2 s 时，得 W 36 J
第三章动量守恒和能量守恒
6
物理学
第五版
第三章补充例题
7 质量为m 0.5 kg的质点, 在平面内
运动, 方程为 x 5tm，y 0.5t 2m ，求从
t 2s 到 t 4s 这段时间内，外力对质点作
v1 )
设 M = 200 m, 则 V=0.01v
v0= v1 =v
第三章动量守恒和能量守恒
1
物理学
第五版

大学物理第三章-动量守恒定律和能量守恒定律-习题及答案

大学物理第三章-动量守恒定律和能量守恒定律-习题及答案第三章动量守恒定律和能量守恒定律3-1 力)SI (12i F t =作用在质量kg 2=m 的物体上，使物体由原点从静止开始运动，则它在3秒末的动量应为：（A ）m/s kg 54?-i （B ）m/s kg 54?i（C ）m/s kg 27?-i （D ）m/s kg 27?i [B] 解：以该物体为研究对象，由质点动量定理=?==-=?30300354d 12d i i F p p p t t t又00=p 故()-13s m kg 54??=i p3-2 一个质点同时在几个力作用下的位移为：)SI (654k j i r +-=? 其中一个力为恒力)SI (953kj i F +--=，则此力在该位移过程中所作的功为（A ）67J （B ）91J（C ）17J （D ）-67J [A] 解：()()k j i k j i r F 654953+-?+--=??=A(J) 675425-12=++=3-3 对质点组有以下几种说法：①质点组总动量的改变与内力无关②质点组总动能的改变与内力无关③质点组机械能的改变与保守内力无关在上述说法中：（A ）只有①是正确的（B ）①、③是正确的（C ）①、②是正确的（D ）②、③是正确的 [B] 解：由于质点组内力冲量的矢量和为零，所以质点组总动量的改变与内力无关。

由于质点组内力功的代数和不一定为零，由动能定理K E A A ?=+内外，质点组总动能的改变可能与内力相关。

，由功能原理E A A ?=+非保内外，质点系机械能的改变与保守内力无关。

3-4 质点系的内力可以改变（A ）系统的总质量（B ）系统的总动量（C ）系统的总动能（D ）系统的总角动量 [C] 解：由质点系动量定理、角动量定理和动能定理k t t t t E A A t t ?=+?=??=??内外外外2121d d LM p F可知质点系内力只能改变系统总动能而不影响其总动量和总角动量。

大学物理习题及解答（运动学、动量及能量）

⼤学物理习题及解答（运动学、动量及能量）1-1.质点在Oxy 平⾯内运动，其运动⽅程为j t i t r )219(22-+=。

求：（1）质点的轨迹⽅程；（2）s .t 01=时的速度及切向和法向加速度。

1-2.⼀质点具有恒定加速度j i a 46+=，在0=t 时，其速度为零，位置⽮量i r 100=。

求：（1）在任意时刻的速度和位置⽮量；（2）质点在oxy 平⾯上的轨迹⽅程，并画出轨迹的⽰意图。

1-3. ⼀质点在半径为m .r 100=的圆周上运动，其⾓位置为342t +=θ。

（1）求在s .t 02=时质点的法向加速度和切向加速度。

（2）当切向加速度的⼤⼩恰等于总加速度⼤⼩的⼀半时，θ值为多少？（3）t 为多少时，法向加速度和切向加速度的值相等？题3解： (1)由于342t +=θ，则⾓速度212t dt d ==θω，在t = 2 s 时，法向加速度和切向加速度的数值分别为 222s 2t n s m 1030.2-=??==ωr a22s t t s m 80.4d d -=?==t r a ω(2)当2t 2n t 212a a a a +==时，有2n 2t 3a a=，即 22212)24(3)r t (tr = s 29.0s 321==t此时刻的⾓位置为 rad.t 153423=+=θ (3)要使t n a a =，则有2212)24()t (r tr =s .t 550=3-1如图所⽰，在⽔平地⾯上，有⼀横截⾯2m 20.0=S 的直⾓弯管，管中有流速为1s m 0.3-?=v 的⽔通过，求弯管所受⼒的⼤⼩和⽅向。

解：在t ?时间内，从管⼀端流⼊（或流出）⽔的质量为t vS m ?=?ρ,弯曲部分AB 的⽔的动量的增量则为()()A B A B v v t vS v v m p -?=-?=?ρ依据动量定理p I ?=，得到管壁对这部分⽔的平均冲⼒()A B v v I F -=?=Sv t ρ从⽽可得⽔流对管壁作⽤⼒的⼤⼩为N 105.2232?-=-=-='Sv F F ρ作⽤⼒的⽅向则沿直⾓平分线指向弯管外侧。

《大学物理》动量守恒定律和能量守恒定律练习题及答案解析

《大学物理》动量守恒定律和能量守恒定律练习题及答案解析一、选择题1.对动量和冲量，正确的是（B ）（A）动量和冲量的方向均与物体运动速度方向相同。

（B）质点系总动量的改变与内力无关。

（C）动量是过程量，冲量是状态量。

（D）质点系动量守恒的必要条件是每个质点所受到的力均为0。

2如图所示，子弹入射在水平光滑地面上静止的木块后而穿出，以地面为参考系，下列说法中正确的是（ C ）（A）子弹减少的动能转变成木块的动能（B）子弹—木块系统的机械能守恒（C）子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所做的功（D）子弹克服木块阻力所做的功等于这一过程中产生的热。

3.对质点组有下列几种说法：（1）质点组总动量的改变与内力无关（2）质点组总动能的改变与内力无关（3）质点组机械能的改变与内力无关（4）质点组机械能的改变与保守内力无关正确的是（ C ）（A）（1）和（3）正确（B）（2）和（3）正确（C）（1）和（4）正确（D）（2）和（4）正确4.对于保守力，下列说法错误的是（C）(A)保守力做功与路径无关（B）保守力沿一闭合路径做功为零（C）保守力做正功，其相应的势能增加（D）只有保守力才有势能，非保守力没有势能。

5.对功的概念有以下几种说法：(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)作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作的功的代数合必为零．在上述说法中：（4）摩擦力一定做负功（ C ）(A) (1) 、(2)、（4）是正确的．(B) (2) 、(3) 、（4）是正确的．(C)只有(2)是正确的．(D)只有(3)是正确的．6.当重物减速下降时，合外力对它做的功（ B ）(A）为正值（B）为负值（C）为零（D）无法确定。

7、考虑下列四个实例，你认为哪一个实例中物体和地球构成的系统的机械能不守恒?（A）（A）物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升（B）物体作圆锥摆运动（C）抛出的铁饼作斜抛运动（不计空气阻力）（D）物体在光滑斜面上自由滑下8.如图所示，圆锥摆的小球在水平面内作匀速率圆周运动，判断下列说法中正确的是( A )（A）重力和绳子的张力对小球都不作功。

《大学物理》近代物理学练习题及答案解析

《大学物理》近代物理学练习题及答案解析一、简答题1、简述狭义相对论的两个基本原理。

答：爱因斯坦相对性原理: 所有的惯性参考系对于运动的描述都是等效的。

光速不变原理：光速的大小与光源以及观察者的运动无关，即光速的大小与参考系的选择无关。

2、简述近光速时粒子的能量大小以及各部分能量的意义。

答：总能量2E mc = 2,静能量20E c m =,动能为()20k -m E c m =表示的是质点运动时具有的总能量，包括两部分，质点的动能k E 及其静动能20c m 。

3、给出相对论性动量和能量的关系，说明在什么条件下，cp E =才成立?答：相对论性动量和能量的关系为：22202c p E E +=，如果质点的能量0E E >>,在这种情况下则有cp E =。

4、爱因斯坦相对论力学与经典力学最根本的区别是什么? 写出一维情况洛伦兹变换关系式。

答案：经典力学的绝对时空观与相对论力学的运动时空观。

相对论力学时空观认为：当物体运动速度接近光速时，时间和空间测量遵从洛伦兹变化关系：()vt x -='γx ⎪⎭⎫ ⎝⎛-='x c v t 2t γ5、什么情况下会出现长度收缩和时间延缓现象? 这些现象遵从什么规律?答案：运动系S’与静止系S 之间有接近光速的相对运动时，出现长度收缩或时间延缓现象；这些现象遵从狭义相对论中洛伦兹时空变换规律。

6、写出爱因斯坦的质能关系式，并说明其物理意义。

答：2E mc = 或2E mc ∆=∆物理意义：惯性质量的增加和能量的增加相联系，能量的改变必然导致质量的相应变化，相对论能量和质量遵从守恒定律。

7、微观例子(例如电子)同光子一样具有波粒二象性，它们之间有什么区别，它们的波动性有什么不同?答：光子具有光速，而微观粒子的速度则相对较小，微观粒子具有静止质量，光子不具有。

光子是电磁波，具有干涉衍射偏振性，微观粒子(电子)则是概率波，具有干涉衍射，但未发现偏振性。

第3章能量定理和守恒定律练习题(大学物理1)

7、质量为和的两个物体，具有相同的动量，欲使它们停下来，则外力对它们做的功之比。
8、一物体万有引力做功125J，则引力势能增量为。
9、如果作用在质点系的外力和非保守内力都不做功或做功之和为零时，质点系的动能和势能是相互转换的，二者的转换是通过来实现的。
一般综合：
1、一物体的质量为20千克，其速度为米/秒，在变力的作用下沿X轴正向作直线运动，经过一段时间后，速度变为米/秒，该段时间内变力做的功为，物体的动量变化为。
（C）动能不守恒，动量守恒；（D）动能守恒，动量不守恒。
3、两个质量不等的小物体，分别从两个高度相等、倾角不同的斜面的顶端，由静止开始滑向底部。若不计摩擦，则它们到达底部时（）
（A）动能相等；（B）动量相等；（C）速率相等；（D）所用时间相等。
4、如图4，一滑块沿着一置于光滑水平面上的圆弧形槽体无摩擦地由静止释放，若不计空气阻力，在下滑过程中，则（）
6、对功的概念以下几种说法正确的组合是（）
（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）作用力和反作用力两者所作功的大小总是相等。
（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。
7、在下列四个实例中，哪一个物体和地球构成的系统，其机械能不守恒（）
2、设一质量为的小球，沿X轴方向运动，其运动方程为，则在时间t1=1s和t2=3s内，合外力对小球作的功为；合外力对小球作用的冲量大小为。
三、判断题（基础）
1、动量守恒定律的条件是系统所受的合外力为零，并在任何参考系中成立。（）
2、机械能守恒定律的条件是作用在质点系的外力和非保守内力都不做功或做功之和为零。（）

大学物理功与能练习题与答案.doc

一．选择题1、［B ］（基础训练选1）一质点在如图4-5所示的坐标平面内作圆周运动，有一力)(0j y i x F F+=作用在质点上．在该质点从坐标原点运动到(0，2R ）位置过程中，力F对它所作的功为 (A) 20R F ． (B) 202R F ．(C) 203R F ． (D) 204R F ．提示：202002d R F ydy F xdx F r F A R =+=⋅=⎰⎰⎰2、［ C ］（基础训练选3）如图4-6，一质量为m 的物体，位于质量可以忽略的直立弹簧正上方高度为h 处，该物体从静止开始落向弹簧，若弹簧的劲度系数为k ，不考虑空气阻力，则物体下降过程中可能获得的最大动能是 (A) mgh ． (B) kg m mgh 222-．(C) k g m mgh 222+． (D) kg m mgh 22+．提示：物体下降过程合力为零时获得最大动能，且∆E=0，200021)(,,,kx E x h mg kx mg km+=+= 3、［ B ］（基础训练选6）、一质点由原点从静止出发沿x 轴运动，它在运动过程中受到指向原点的力作用，此力的大小正比于它与原点的距离，比例系数为k ．那么当质点离开原点为x 时，它相对原点的势能值是(A) 221kx -． (B) 221kx ． (C) 2kx -． (D) 2kx ．提示：221)(kx dx kx E xp =-=⎰ 4、［C ］（自测选1）、一个质点同时在几个力作用下的位移为：k j i r654+-=∆ (SI)其中一个力为恒力k j i F953+--= (SI)，则此力在该位移过程中所作的功为(A) -67 J ． (B) 17 J ． (C) 67 J ． (D) 91 J ．提示：，，r F A∆⋅=恒力图4-5图4-65、［C ］（自测选4）在如图4-16所示系统中（滑轮质量不计，轴光滑），外力F 通过不可伸长的绳子和一劲度系数k ＝200 N/m的轻弹簧缓慢地拉地面上的物体．物体的质量M ＝2 kg ，初始时弹簧为自然长度，在把绳子拉下20 cm 的过程中，所做的功为（重力加速度g 取10 m /s 2）(A) 1 J ． (B) 2 J ． (C) 3 J ． (D) 4 J ． (E) 20 J ．提示：200021,,,20,,,kx mgh A cm x h kx mg +==+=6、［ B ］自测选7、一水平放置的轻弹簧，劲度系数为k ，其一端固定，另一端系一质量为m 的滑块A ，A 旁又有一质量相同的滑块B ，如图4-19所示．设两滑块与桌面间无摩擦．若用外力将A 、B 一起推压使弹簧压缩量为d 而静止，然后撤消外力，则B 离开时的速度为(A) 0 (B) m k d2 (C) m k d (D) mkd 2 提示：机械能守恒： 2221221mv kd =二．填空题7、(基础训练填7)、已知地球质量为M ，半径为R ．一质量为m 的火箭从地面上升到距地面高度为2R 处．在此过程中，地球引力对火箭作的功为____RGMm 32-________．提示：p E A ∆-=保[]）（）（RGMm R GMm ----=3 8、(基础训练填12)、一质点在二恒力共同作用下，位移为j i r83+=∆ (SI)；在此过程中，动能增量为24 J ，已知其中一恒力j i F3121-=(SI)，则另一恒力所作的功为____12J ___．提示：，，r F A∆⋅=恒力9、(基础训练填13)、劲度系数为k 的弹簧，上端固定，下端悬挂重物．当弹簧伸长x 0，重物在O 处达到平衡，现取重物在O 处时各种势能均为零，则当弹簧长度为原长时，系统的重力势能为_20kx __；系统的弹性势能为_221kx -__；系统的总势能为c m图4-16图4-19_2021kx _．（答案用k 和x 0表示）提示：20021)(0kx dx kx E x p -=-=⎰弹10、（自测填10）、一质量为m 的质点在指向圆心的平方反比力F =－k ／r 2的作用下，作半径为r 的圆周运动．此质点的速度v=______．若取距圆心无穷远处为势能零点，它的机械能E =___(2)k r -_____．提示：rv mr k22=，⎰∞⋅+=rk r d F E E11、（自测填15）、一人站在船上，人与船的总质量m 1＝300 kg ，他用F ＝100 N 的水平力拉一轻绳，绳的另一端系在质量m 2＝200 kg 的船上．开始时两船都静止，若不计水的阻力则在开始拉后的前3秒内，人作的功为___375J ______．提示：k E A v m v m t F ∆=-=-=∆⋅,,,00221112、（自测填16）、光滑水平面上有一轻弹簧，劲度系数为k ，弹簧一端固定在O 点，另一端拴一个质量为m 的物体，弹簧初始时处于自由伸长状态，若此时给物体m 一个垂直于弹簧的初速度0v如图4-24所示，则当物体速率为21v 0时弹簧对物体的拉力f =______2v ．提示：机械能守恒：kxf kxm v m v =+=2220212121三．计算题13、（基础训练计14）一人从10 m 深的井中提水．起始时桶中装有10 kg 的水，桶的质量为1 kg ，由于水桶漏水，每升高1 m 要漏去0.2 kg 的水．求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功．解： g kh M m F )(-+=gdh kh M m A o)(10-+=⎰21vJkgh gh M m 980]21)(1002=-+=14、基础训练：19、如图4-13所示，一原长为0l 的轻弹簧上端固定，下端与物体A 相连，物体A 受一水平恒力F 作用，沿光滑水平面由静止向右运动。

大学物理学练习题题解-功与能以及能量守恒

(2)动能定 W1理 m2v ： 0 v 2GMh
2
R(Rh)
3、 W 3 2 5 ( 3 ) 9 J
作功与路径无关
据质点的动能 Ek 定 W理 9J
4．解：第一阶段：子弹射入到相对静止的物块 A。由于时间极短，可认为物块A还没有移动，应用动量守恒定律，求得物块A的速度A
同学们好！
功与能和能量守恒
1、主要概念
功；动能；势能；机械能；保守力
2、基本内容
功
A a b F d r a b (F xd x F yd y F zd)z
保守力的功
A保Ep ALF保dr0
重力势能
Epmgh 地面 Ep处 0
引力势能
Ep
GMm r
两质点相距无Ep穷 0远
8.
(1)Ep引 (G 3RM )( m G RM )2 m G 3RMm
（2）Ep引
GMm 3R
三、计算题 1. W 0 H F 0 1 d ( m 0 y 0 .2 g g ) d y 9 y J .8 g ( 9 .8 0 m /s 2 )
2. (1)W(RRh)(Gr2M)dmrRG (RM h)mh
弹性势能动能定理功能原理
Ep
1kx2 2
弹簧处于E原 p长 0 处
A 外 A 内 E k2E k11 2m2 2 v1 2m1 2v
A外 A 非保 E 内 2E1
机械能守恒定律 A 外 A 非保 0 内 E E kE p恒
3、重点熟练运用动能定理、功能原理、机
F
Ep

1 2
kx2
F摩
G
答案：D
12. 1)当绳子下降10cm过程中，重物未被提起，弹簧伸长量为x，

大学物理学练习题题解-功与能以及能量守恒-PPT文档资料

A A E E 2 1 外非保内
A 0 E E E 恒机械能守恒定律 A k p 外非保内
3、重点
熟练运用动能定理、功能原理、机械能守恒定律处理简单力学问题；注意：变力功中元功的表达；势能零点选取
大学物理学练习题题解
一、选择题 1.
2 3 2 2 A 3 x dx x0 8 0

8.
GMm GMm 2 GMm ( 1 ) E ( ) ( ) p 引 3 R R 3 R
GMm （ 2 ） Ep引 3 R
三、计算题
1.
2 H 10 W Fdy ( mg 0 . 2 gy ) dy 980 J .( g 9 . 8 m / s ) 0 0

答案：A
2.
2 R 1 2 2 B 0 2 R A F . d r F xdx F ydy F y 2 F R 0 0 0 o 0 0 0 2 0
答案：B
3.
l l 2 0 A kx dx l l 1 0

答案：C
4.
2.
GMm GMmh R ( 1 ) W 2 ) dr ( R h )( r R ( R h )
1 2 2 GMh ( 2 ) 动能定理： W mv 0 v 2 R ( R h )
பைடு நூலகம் 3、
W 3 2 5 ( 3 ) 9 J
作功与路径无关
答案：C 答案：C
8.
a---c:机械能守恒
1 2 mg ( h x ) E kx k max 2
h
x
答案：C

大学物理题库-第3章-动量守恒定律和能量守恒定律试题(含答案解析)

大学物理题库第三章动量守恒定律和能量守恒定律一、选择题： 1、水中有一只静止的小船，船头与船尾各站有一个质量不相同的人。

若两人以不同的速率相向而行，不计水的阻力，则小船的运动方向为：（Ａ）与质量大的人运动方向一致（Ｂ）与动量值小的人运动方向一致（Ｃ）与速率大的人运动方向一致（Ｄ）与动能大的人运动方向一致[ ]2、关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法，其中正确的是：（A ）不受外力作用的系统，其动量和机械能必然同时守恒；（B ）所受合外力为零，内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒；（C ）不受外力，而内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒；（D ）外力对一个系统所作的功为零，则该系统的动量和机械能必然同时守恒。

[ ]3、一质点在外力作用下运动时，下述哪种说法是正确的？（A ）质点的动量改变时，质点的动能也一定改变；（B ）质点的动能不变时，质点的动量也一定不变；（C ）外力的冲量为零，外力的功一定为零；（D ）外力的功为零，外力的冲量一定为零。

[ ]4、质量为20 g 的子弹沿X 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后，与木块一起仍沿X 轴正向以50 m/s 的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为 (A) 9 N·s . (B) -9 N·s ． (C)10 N·s ． (D) -10 N·s ．[ ]5、质量分别为m 和4m 的两个质点分别以动能E 和4E 沿一直线相向运动，它们的总动量大小为(A) 2mE 2 (B) mE 23．(C) mE 25． (D) mE 2)122([ ]6、如图所示，一个小球先后两次从P 点由静止开始，分别沿着光滑的固定斜面l 1和圆弧面l 2下滑．则小球滑到两面的底端Q 时的(A) 动量相同，动能也相同． (B) 动量相同，动能不同． (C) 动量不同，动能也不同． (D) 动量不同，动能相同．[ ]7、一个质点同时在几个力作用下的位移为k j i r654+-=∆ （SI ），其中一个恒力为k j i F953+--=（SI ），则此力在该位移过程中所作的功为：（A ）67J （B ）91J （C ） 17J （D ） -67J[ ]8、如图3-12所示，劲度系数为k 的轻质弹簧水平放置，一端固定，另一端接一质量为m 的物体，物体与水平桌面间的摩擦系数为μ，现以恒力F 将物体自平衡位置开始向右拉动，则系统的最大势能为：（A ） ()22mg F k μ- （B ） ()221mg F k μ- （C ） 22F k（D ）221F k[ ]9、质量为m 的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地面时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动。

大学物理学动量守恒和能量守恒定律部分练习题

《大学物理学》动量守恒和能量守恒定律部分练习题一、选择题1．用铁锤把质量很小的钉子敲入木板，设木板对钉子的阻力与钉子进入木板的深度成正比。

在铁锤敲打第一次时，能把钉子敲入。

如果铁锤第二次敲打的速度与第一次完全相同，那么第二次敲入多深为（）(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。

【提示：首先设阻力为f k x =，第一次敲入的深度为x 0，第二次为x ，考虑到两次敲入所用的功相等，则0000x x x x kxd x kxd x +∆=⎰⎰】 2．一质量为 kg 的子弹以200m/s 的速率射入一固定墙壁内，设子弹所受阻力与其进入墙壁的深度x 的关系如图所示，则该子弹能进入墙壁的深度为（） (A)； (B) m ； (C) ； (D)0 .23m 。

【提示：先写出阻力与深度的关系53100.022100.02x x F x ⎧≤=⎨⨯>⎩，利用212W mv =有0.0253200.021102100.02(200)2x xd x d x +⨯=⨯⨯⎰⎰，求得0.21x m =】 3．对于质点组有以下几种说法：（1）质点组总动量的改变与内力无关；（2）质点组总动能的改变与内力无关；（3）质点组机械能的改变与保守内力无关。

对上述说法判断正确的是（）(A) 只有（1）是正确的； (B)（1）、（2）是正确的；(C)（1）、（3）是正确的； (D)（2）、（3）是正确的。

【提示：（1）见书P55，只有外力才对系统的动量变化有贡献；（2）见书P74，质点系动能的增量等于作用于质点系的一切外力作的功与一切内力作的功之和；（3）见书P75，质点系机械能的增量等于外力与非保守内力作功之和】4．有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上，斜面是光滑的，有两个一样的物块分别从这两个斜面的顶点由静止开始滑下，则（）(A)物块到达斜面底端时的动量相等； (B) 物块到达斜面底端时的动能相等；(C)物块和斜面（以及地球）组成的系统，机械能不守恒；(D)物块和斜面组成的系统水平方向上动量守恒。

大学物理上册课件：第3章功和能+习题

b
b
b
b
A a (T mg) dr a T dr a mg dr
b
b
A a mg dr a mg cosdr
0 mgl cosd mgl sin
b
a T dr 0
由动能定理 A mglsin 1 mv2 0 1 mv2 v 2gl sin
2
牛顿第二定律的法向分量式为:
何求力的功呢？
F (t) a(t) v (t) dr (t) v (t)dt
例质量为2kg的质点在力 F＝1(S2It)i的作用下，从静
止出发，沿x轴正向作直线运动。求前三秒内该力所作的功。
解dt
3
12tvdt
r1
0
0
v v0
t
adt 0
O x1 x2 x
kF
v
O x2 x1 x
弹簧伸长时，弹力作负功；弹簧收缩时，弹力作正功。
弹簧的弹力做功只与始、末位置有关，与具体路径无关。
2 重力的功
作用于质点上的重力 P mgk
位移元 dr dxi dyj dzk
z M(x, y, z)
•m
dr
O
mg
y
x
M 0 ( x0 , y0 ,0)
0
z (mgdz )
mgz
重力势能函数：
E p( z ) mgz
•m
dz
dr
mg
重力势能等于重力与质点和零势能点间高度差的乘积
势能曲线：势能随空间位置变化的函数关系曲线。
重力势能曲线
Ep
O
z
E p( z ) mgz
b、万有引力势能
选无限远为零势能参考点，则某点的势能为

功和能、动能、动能定理及机械能守恒练习题及答案

要点归纳功单位：J力学： ①W = Fs cos θ (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度动能： E K =m2p mv 2122= 重力势能E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关) ③动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)公式： W 合= W 合＝W 1+ W 2+…+W n = ∆E k = E k2 一E k1 =12122212mV mV - ⑴W 合为外力所做功的代数和．(W 可以不同的性质力做功) ⑵外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用： ⑶既为物体所受合外力的功。

④功是能量转化的量度(最易忽视)主要形式有：“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。

⑴重力的功------量度------重力势能的变化物体重力势能的增量由重力做的功来量度：W G = -ΔE P ，这就是势能定理。

与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能；这就是机械能定理。

只有重力做功时系统的机械能守恒。

功能关系：功是能量转化的量度。

有两层含义：(1)做功的过程就是能量转化的过程, (2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1．关于功和能的下列说法正确的是（）A．功就是能B．做功的过程就是能量转化的过程C．功有正功、负功，所以功是矢量D．功是能量转化的量度2．一个运动物体它的速度是v时，其动能为E。

那么当这个物体的速度增加到3v时，其动能应该是：（）A．E B．3E C．6E D．9E3．一个质量为m的物体，分别做下列运动，其动能在运动过程中一定发生变化的是：（）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．平抛运动D．匀速圆周运动4．对于动能定理表达式W=E K2-E K1的理解，正确的是：（）A．物体具有动能是由于力对物体做了功B．力对物体做功是由于该物体具有动能C．力做功是由于物体的动能发生变化D．物体的动能发生变化是由于力对物体做了功5．某物体做变速直线运动，在t1时刻速率为v，在t2时刻速率为nv，则在t2时刻的动能是t1时刻的（）A、n倍B、n/2倍C、n2倍D、n2/4倍6．打桩机的重锤质量是250kg，把它提升到离地面15m高处，然后让它自由下落，当重锤刚要接触地面时其动能为(取g=10m/s2)：（）A．1.25×104J B．2.5×104J C．3.75×104J D．4.0×104J7．质量为m=2kg的物体，在水平面上以v1= 6m/s的速度匀速向西运动，若有一个F=8N、方向向北的恒定力作用于物体，在t=2s内物体的动能增加了（）A．28J B．64J C．32J D．36J8．下列关于运动物体所受的合外力、外力做功和动能变化的关系中正确的是：（）A．如果物体受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化D．物体的动能不变，所受的合外力一定为零*9．一物体在水平方向的两个水平恒力作用下沿水平面做匀速直线运动。

力学练习题功与能量守恒

力学练习题功与能量守恒力学练习题—功与能量守恒力学是物理学的重要分支，研究物体的运动和力的作用。

在力学的学习过程中，练习题是提高理论和解题能力的重要方法之一。

本文将围绕力学练习题中的功和能量守恒两个重要概念展开论述。

1. 功的概念与计算方法功是描述力对物体的作用的一种物理量，表示力在物体上产生的效果。

力学中，功的计算公式为：功 = 力 ×距离× cosθ，其中力和距离的乘积表示力沿着物体移动的方向所做的功，θ表示力和物体移动方向之间的夹角。

为了更好地理解功的概念和计算方法，我们可以通过一个示例来说明。

假设一个物体沿直线方向上移动，受到一个作用力F的作用。

如果力的方向和物体移动方向相同，那么力所做的功为正；如果力的方向和物体移动方向相反，那么力所做的功为负。

2. 功的应用功是描述力对物体作用的效果，因此在实际问题中具有广泛的应用。

例如，当一个人用力推动一台滑轮系统抬起重物时，人所做的功等于所提升的物体的重量乘以抬升的高度。

这个例子中展示了力学中功的应用。

除了上述例子外，功还可应用于其他物理现象的解释和分析，例如机械能守恒和能量转换等。

3. 能量守恒定律的表达和应用能量守恒定律是力学中重要的基本原理之一。

它表达了能量在一个封闭系统中的总量保持不变。

在没有外界能量输入或输出的情况下，系统内各种形式的能量之和保持不变。

能量守恒定律的应用非常广泛，具体包括以下几个方面：3.1 动能守恒动能守恒是能量守恒原理的重要应用之一。

动能是质点或物体由于运动而具有的能量，它等于质点的质量与速度的平方的乘积的一半，即动能=0.5mv²。

在运用动能守恒定律时，我们可以通过将物体的动能在系统开始和结束时进行比较，来分析物体在运动过程中能量的变化情况。

这对于解决与运动相关的问题非常有帮助。

3.2 重力势能守恒重力势能守恒是能量守恒定律的另一个重要应用。

重力势能是指物体由于位于地球表面以上而具有的能量。

大学物理学练习题题解-功与能以及能量守恒共18页

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