章节练习一一. 选择题1. 质量为 m= 0.5kg 的质点,在 XOY 坐标平面内运动,其运动方程为 x=5t , y=0.5 t2 (SI), 从 t=2s 到 t=4s 这段时间内,外力对质点做的功为J A 5.1)( J B 3)( J C 5.4)( J D 5.1)(-解: ,5j t i j dtdy i dt dx v +=+= 22225t v v v y x+=+= 由功能原理,外力对质点做的功为)(21212121222122v v m mv mv A -=-=即 )(3)225425(5.02122J A =--+⨯= 答案:(B)2.质量为 m 的质点在外力作用下,其运动方程为j t B i t A rωωsin cos += 式中A 、B 、ω 都是正的常数,则力在 t1=0 到 t2=π/ (2ω) 这段时间内所做的功为).(21)(222B A m A +ω).()(222B A m B +ω).(21)(222B A m C -ω).(21)(222A B m D -ω 解: j t B i t A dtrd v ωωωωcos sin +-== ,1j B v ω=).(2121212222122B A m mv mv A -=-=ω 答案 (C)3. 一特殊的弹簧,弹性力 F = - kx3 , k 为倔强系数, x 为形变量。
现将弹簧放置于光滑面水平上,一端固定,一端与质量为 m 的滑块相连而处于自然状态。
今沿弹簧长度方向给滑块一个冲量,使其获得一速度 v ,压缩弹簧,则弹簧被压缩的最大长度为.)(v k m A .)(v m k B .4)((41kmv C .)2)((412k mv D 解:弹性势能为 ,41403kx dx kx E xp ==⎰由机械能守恒,有221mv E p =上两式联立,得 ,214124mv kx = .)2(412k mv x = 答案:(D) 4.如图所示,一倔强系数为 k 的弹簧水平放置,左端固定,右端与桌面上质量为 m 的木块相连。
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 Ep, 则下列关系式中正确的是.2)()(2k mg F E A p μ-=.2)()(2kmg F E B p μ+=.2)(2k F E C p =.2)(2)()(22kmg F E k mg F D p μμ+≤≤-解:当木块有向左运动的趋势时,摩擦力向右,此时,kx mg F -=+μV两边平方,得,21)(21222x k mg F =+μ 势能 ,)(212122mg F k kx E p μ+==当木块有向右运动的趋势时,摩擦力向左,,kx mg F -=-μ ,kx mg F -=-μ,21)(21222x k mg F =-μ ,)(212122mg F kkx E p μ-== 故.2)(2)(22kmg F E k mg F p μμ+≤≤- 答案: (D) 5. 一质量为 m 的滑块,由静止开始沿着 1/4 圆弧形光滑的木槽滑下。
设木槽的质量也是m ,槽的半径为 R ,放在光滑水平地面上,如图所示。
则滑块离开槽时的速度是.2)(Rg A .2)(Rg B .)(Rg C .21)(Rg D 解:由水平方向动量守恒:,0mV mv -= v V =∴由机械能守恒 ,2121222mv mV mv mgR =+=.gR v = 答案:(C)二填空1. 一质量为 m 的质点在指向圆心的平方反比力 F = - k/ r2 的作用下做半径为 r 的圆周运动,此质点的速度 v = ___./rm k ___.若取距圆心无穷远处为势能零点,它的机械能 E= ___r k 2/-___.解:由牛顿第二定律 ,22rv m r k F == .rm k v =∴ 动能 rkmv E k 2212==势能 rkr kdr r k E rrp -==-=∞∞⎰2机械能 .22rk r k r k E E E p k -=-=+= 2. 一个质量为 m 的质点,仅受到力 3/r r K F →→= 的作用,式中 k 为常数,r为某一定点到质点的矢径。
该质点在 r = ro 处被释放,由静止开始运动,则当它到达无穷远时的速率为.20mr kv =2解:质点在 ro 处的势能 0200)(r k dr r k r E r p ==⎰∞由机械能守恒2021mv r k = .20mr k v =∴ 3. 一长为 L,质量均匀的链条,放在光滑的水平面上,若使其长度的 1/2 悬于桌下边,然后由静止释放,任其滑动,则它全部离开桌面时的速率为.321gl v = 解:设链条质量为 m ,桌面水平面处势能为零。
,4211lmg E p ⋅-=,22lmg E p ⋅-=,21218221mv mgl l mg E E E p p p =+⋅-=-=∆.321,432gl v gl v ==4. 一个力作用在质量为 1.0 kg 的质点上,使之沿 x 轴运动。
已知在此力作用下质点的运动方程为 X = 3t - 4t2 + t3 (SI) .在0 到 4s 的时间间隔内,(1) 力 F 的冲量大小 I = ____16N.s __ .(2) 力 F 对质点所做的功 W = ___176J __. 解:2383t t dtdxv +-==,301==t v .1942==t v 力 F 的冲量大小)(16)319(0.112s N mv mv p I ⋅=-⨯=-=∆= 力 F 对质点所做的 )(176)319(0.121)(21222122J v v m E W k =-⨯=-=∆= 5. 质量为 m 的物体,初速为零,从原点起沿 x 轴正向运动,所受外力方向沿 x 轴正向,大小为 F = kx . 物体从原点运动到坐标为 xo 的点的过程中所受外力冲量的大小为 ___.0x mk ___.解: 外力的功 ,21200kx kxdx A x ==⎰由动能定理 ,2121220mv E kx A k =∆==,0x mk v =∴ 受外力冲量的大小 .00x mk x mkmmv v m I ===∆⋅=章节练习二1.一粒子弹以水平速度v 射人静止于光滑水平面上的木块后,随木块一起运动,对于这个过程的的分析是( )A .子弹和木块组成的系统机械能守恒B .子弹在水平方向动量守恒C .子弹所受冲量等于木块所受冲量.D .子弹减少的动能等于木块增加的动能 2.物体的动量和动能的正确关系是( ) A .物体的动量不变,动能也不变 B .物体的动能不变,动量也不变 C .物体的动量变化,动能也一定变化 D .物体的动能变化,动量却不一定变化3.将一空盘放在电子秤上,将电子秤读数调整为零。
然后在距盒底高度为 1.8 m 处令小石子流自由下落,以100个/秒的速率注入盒中,每个小石子的质量均为1×10-2kg ,落下的高度差均相同,且落入盒内后立即停止运动,若取 g = 10 m/s 2,则开始注入 10 s 时,秤的读数应为( )A .9.4 kgB . 10 kgC .10.6 kgD . 141 kg4.质量为m 的物体受到一冲量作用后,其速度的大小 v 不变,而方向改变 θ(0< θ< π=,则此物体所受冲量的大小为( )A . θcos mvB .θsin mvC .2cos2θmv D.2sin2θmv5.质量为 m 的质点以动能k E 沿直线向左运动,质量为4 m 的质点以动能4k E 沿同一直线向右运动,这两个质点总动量的大小为( ) A . 2 k mE 2 B .3kmE 2C . 5kmE 2 D .(2 2- 1)kmE 26.将质量为m 的木块A 和质量为2 m 的木块B 分别连接于一水平轻弹簧两端后,置于光滑水平桌面上,现用力压紧弹簧,弹簧被压缩,然后由静止释放,弹簧伸长到原长时,木块A 的动能为 k E ,则弹簧原来处于被压紧状态时所具有的势能为( )A .3 k E /2B .2 k EC .3k E D .2k E /27.在任何相等的时间内,物体动量的增量总是相等的运动一定是( ) A .匀速圆周运动 B .匀加速圆周运动 C .直线运动 D .抛体运动8.地球的质量为m ,太阳质量为M ,地球中心到太阳中心的距离为R ,引力常量为G ,地球绕太阳作轨道运动的角动量为( )A . GMR mB . GMR mMC . R GMn /D . R GMm 2/9. 光滑水平桌面的中心O 点有一小孔,质量为m 的小球系于柔软细绳一端,绳子另一端从小孔O 向下穿出。
今使小球在光滑桌面上绕O 点作圆周运动,当半径r =r 。
时,小球速率为V 。
,在拉动绳子下端使小球作圆周运动的半径减小的过程中,小球始终保持不变的量是( )A .动量B .动能C .对O 点的角动量D .机械能10.人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动过程中,守恒量是( ) A .动量和动能 B .动量和机械能 C .角动量和动能 D .角动量和机械能。