大学物理动量守恒定律和能量守恒定律练习题题

10
5 10 )
5
m
s1
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
第三章补充例题
5 一吊车底板上放一质量 为10 kg的物体，若吊车底板加
速上升，加速度为a 3 5t ，
求：2 s内吊车底板给物体的冲 量大小和2 s内物体动量的增量 大小．式中a的单位是m·s-2．
FN
a
mg
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
第三章补充例题
6 设作用在质量为 2 kg 上的物体上
的力 F 6 tN，若物体由静止出发沿直线
运动，求在开始的 2s 内该力作的功.
解 由 F 6t m dv 有 v dv t 3tdt
dt
0
0
得 v 1.5t 2，又v dx， dx 1.5t 2dt dt
因 W
物理学
第五版
第三章补充例题
1 质量m 10kg的质点受力F 30 40t
的作用，且力方向不变．t=0 s时从v0=10 m·s-1 开始作直线运动（v0方向与力向相同），求： (1)0~2 s内，力的冲量 I；(2)t=2 s时质点的速
率v2．(式中力的单位为N，时间单位为s．)
解 (1)I
F(t) dt
2
(30 40t)dt 140 N s
0
(2) 应用质点动量定理 mv2 mv0 I
代入数据解得：v2 24 m s1
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
第三章补充例题
2 不怕重锤击的人．杂技演员仰卧在
地，胸口放一重铁板，一大力士高举重铁锤
用力击铁板，演员安然无恙，原因何在?
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
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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
A R=4 m O
m=2 kg
Bv
不动 v=6 m·s-1
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
第三章补充例题
解法1 应用动能定理求
WG
WFf
WFN
1 mv2 2
0
WG mgR； WFN 0
WFf
1 mv2 mgR 44 J 2
解法2 应用功能原理求
WFf Ek2 Ep2 (Ek1 Ep1)
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
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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
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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
FN
A
R
mg
面时， 解得：
FN
cos
0
2
3
第三章 动量守恒和能量守恒
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பைடு நூலகம் 物理学
第五版
第三章补充例题
10 一人造地球卫星质量为m, 在地球
表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道
运行，用m、R、引力常数G和地球质量M
表示(1)卫星的动能；(2)系统的引力势能.
解
(1)
由
m
v2 3R
G
Mm (3R)2
解 设铁板重M，铁锤重m，铁锤击铁
板速度为v0，弹起的速度为v1，铁板获得的 速度为V，应用动量守恒定律，有
mv0 mv1 MV
M>>m, V<<v
V
m M
(v0
v1 )
设 M = 200 m, 则 V=0.01v
v0= v1 =v
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
第三章补充例题
3 下列说法哪种正确： (A)如果物体的动能不变，则动量也一定不变 (B)如果物体的动能变化，则动量不一定变化 (C)如果物体的动量变化，则动能也一定变化 (D)如果物体的动量不变，则动能也一定不变
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物理学
第五版
第三章补充例题
解 FN mg ma
FN m(g a) 2
I FN dt 0 m(g a)dt
FN
a
356 N s
a dv / dt dv adt
mg
2
p mv m0 adt
a 3 5t
2
100 (3 5t)dt 160 N s
第三章 动量守恒和能量守恒
第三章 动量守恒和能量守恒
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物理学
第五版
第三章补充例题
4 一质量为5 kg
的物体，其所受力 F
F/N 10
随时间的变化关系如 5
10
20
图，设物体从静止开 0
t/s
始运动，则20 s末物 -5
体的速度为多少?
解 Fdt d(mv) dv 1 Fdt m
v 1
m
20 0
Fdt
1 5
1 2
(10
，得
mv2
G
Mm 3R
Ek
1 2
mv2
G
Mm 6R
R 2R
(2)
EP
G
Mm 3R
第三章 动量守恒和能量守恒
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