大学物理第四章试题教学文稿
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大学物理第四章试题
第四章 动量定理
一、选择题
1.质量为m 的铁锤竖直从高度h 处自由下落,打在桩上而静止,设打击时间为
t ∆,则铁锤所受的平均冲力大小为( )
(A )mg (B )
t
gh
m ∆2(C )
mg
t
gh
m -∆2(D )
mg
t
gh
m +∆2
2. 一个质量为m 的物体以初速为0v 、抛射角为o
30=θ从地面斜上抛出。若不计空气阻力,当物体落地时,其动量增量的大小和方向为( )
(A )增量为零,动量保持不变 (B )增量大小等于0mv ,方向竖直向上 (C )增量大小等于0mv ,方向竖直向下 (D )增量大小等于03mv ,方向竖直向下
3.一原来静止的小球受到下图1F 和2F 的作用,设力的作用时间为5s ,问下列哪种情况下,小球最终获得的速度最大( )
(A )N 61=F ,02=F (B )01=F ,N 62=F (C )N 821==F F (D )N 61=F ,N 82=F
4.水平放置的轻质弹簧,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 ,如下图所示,设两滑块与桌面间无摩擦,若加外力将A 、B 推进,弹簧压缩距离为d ,然后撤消外力,则B 离开A 时速度为( )
(A )k d
2 (B )m k d
2
(C )
m k d
(D )
m k
d
3 5.把质量为0.5m kg =的物体以初速度06/m s υ=水平抛出,经过0.8s 后物体的动量增加了(取210/g m s =) ( )
()2/A kg m s ⋅ ()4/B kg m s ⋅ ()6/C kg m s ⋅ ()8/D kg m s ⋅
二、简答
1.简述质点动量定理的内容。
2. 简述质点系动量守恒定律的内容。
3. 简述碰撞的类型及特点,并说明每种碰撞的恢复系数的取值
三、计算题
4.1 质量为kg
5.0的棒球,以大小为s m 20的速度向前运动,被棒一击以后,以大小为
s m 30的速度沿反向运动,设球与棒接触的时间为s 04.0,求:
(1)棒作用于球的冲量大小; (2)棒作用于球的冲力的平均值。
4.2 枪身质量为kg 6,射出质量为g 50,速率为s m 300的子弹,求: (1)试计算枪身的反冲速度的大小;
(2)设枪托在士兵的肩上,士兵用s 05.0的时间阻止枪身后退,问枪身推在士兵肩上的平均冲力多大?
4.3 速度为0υ的物体甲和一个质量为甲的2倍的静止物体乙作对心碰撞,碰撞
后甲物体以03
1
υ的速度沿原路径弹回,求:
(1)乙物体碰撞后的速度,问这碰撞是完全弹性碰撞吗?
(2)如果碰撞是完全非弹性碰撞,碰撞后两物体的速度为多大?动能损失多少?
4.4 如图所示,质量为m 的物体从斜面上高度为h 的
A 点处由静止开始下滑,滑至水平段
B 点停止,今有一质量m 的子弹射入物体中,使物体恰好能返回到斜面上的A 点处。求子弹的速度(AB 段摩擦因数为恒量)。
4.5如图所示,劲度系数m N k 100=的弹簧,一段固定于O 点,另一端与一质量为kg m B 3=的物体B 相连,另一质量为kg M A 1=的物体A ,从m h 2.0=处沿光滑轨道abc 由静止滑下,然后与物体B 相碰撞,碰撞后粘贴在一起压缩弹簧,碰撞前B 静止,试计算弹簧的最大压缩距离。
4.6一根长为m l 1=的轻绳,上端固定,下端系一质量为
kg M 89.4=的木块,如图所示。设绳能承受的最大张力为
N 72.67。问质量g m 10=的子弹至少需以多大的水平速度射入木块才能使绳断开?
4.7 如图所示,质量为kg m 790.01=和kg m 800.02=的物体以劲度系数为m N 10的轻弹簧相连,置于光滑水平桌面上。最初弹簧自由伸张,质量为kg 01.0的子弹以速率s m 100=υ以水平方向射入1m 内,问弹簧最多被压缩了多少?
4.8 一个中子撞击一个静止的碳原子核,如果碰撞是完全弹性正碰,求碰撞后中子动能减少的百分数。已知中子和碳原子核的质量之比为1∶12.。
4.9质量为g 2的子弹以s m 500的速度射向用m 1长的绳子悬挂着的摆, 摆的质量为kg 1,子弹穿过摆后仍然有s m 100的速度,问摆沿铅直
方向上升的高度是多少?
第四章 动量定理答案
一、选择题
1.D
2.C
3.C
4.B
5.B 二、简答题
1.质点所受合外力在一段时间内的冲量等于同一时间内动量的增量,即
21I m m υυ=-r r r 。
2. 简述质点系动量守恒定律的内容。
质点系所受合外力为零,质点系的动量守恒;当内力远大于外力时,外力可忽略,也可认为质点系动量守恒;如果在某方向上合外力的分量为零,质点系的动量则在该方向的分量守恒。
3. 简述碰撞的类型及特点,并说明每种碰撞的恢复系数的取值。
如果两物体碰撞过程中,动能完全没有损失,这种碰撞称为弹性碰撞,否则就称为非弹性碰撞;如果碰撞后两物体以相同的速度运动,这种碰撞称为完全非弹性碰撞。对于弹性碰撞,恢复系数1=e ;完全非弹性碰撞0=e ;一般非弹性碰撞10< 三、计算题 4.1 质量为kg 5.0的棒球,以大小为s m 20的速度向前运动,被棒一击以后,以大小为 s m 30的速度沿反向运动,设球与棒接触的时间为s 04.0,求: (1)棒作用于球的冲量大小; (2)棒作用于球的冲力的平均值。 解:由动量定理: (1)S N m m m P I ⋅=--=∆=∆=25)(12υυυ (2)N t I F 625=∆= 4.2 枪身质量为kg 6,射出质量为g 50,速率为s m 300的子弹,求: (1)试计算枪身的反冲速度的大小; (2)设枪托在士兵的肩上,士兵用s 05.0的时间阻止枪身后退,问枪身推在士兵肩上的平均冲力多大? 解:(1)由动量守恒定律 012=-υυm M s m 5.22=υ 方向与子弹飞行方向相反。 (2)由动量定理:N M t M F 30005 .02 2=== υυ 4.3 速度为0υ的物体甲和一个质量为甲的2倍的静止物体乙作对心碰撞,碰撞 后甲物体以03 1 υ的速度沿原路径弹回,求: (1)乙物体碰撞后的速度,问这碰撞是完全弹性碰撞吗? (2)如果碰撞是完全非弹性碰撞,碰撞后两物体的速度为多大?动能损失多少? 解:(1)由动量守恒定律,可知: