大学物理题库-动量守恒定律和能量守恒定律习题与答案解析

1、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：（）与质量大的人运动方向一致（）与动量值小的人运动方向一致（）与速率大的人运动方向一致（）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

2、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

3、为 (A) 2 (B) (C) (D) 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l1和圆弧面l2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 （），其中一个恒力为 （），则此力在该位移过程中所作的功为：（A）67 （B）91 （C） 17 （D） -67 8、如图3-12所示，劲度系数为的轻质弹簧水平放置，一端固定，另一端接一质量为的物体，物体与水平桌面间的摩擦系数为，现以恒力将物体自平衡位置开始向右拉动，则系统的最大势能为：（A

4、） （B）（C） （D） 9、质量为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。已知地球的质量为，万有引力恒量为。则当它从距地球中心处下降到处时，飞船增加的动能应为：（A）（B） （C）（D） （E） 10、一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动，有一力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，力对它所作的功为 (A) (B) (C) (D) 11、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) 物体作圆锥摆运动(B) 抛出的铁饼作斜抛运动（不计空气阻力）(C) 物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升(D) 物体在光滑斜

5、面上自由滑下 12、速度为v的子弹，打穿一块不动的木板后速度变为零，设木板对子弹的阻力是恒定的那么，当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时，子弹的速度是(A) (B) (C) (D) 13、 质量为m的质点在外力作用下，其运动方程为式中A、B、w 都是正的常量由此可知外力在t=0到t=p/(2w)这段时间内所作的功为(A) (B) (C) (D) 14、今有一劲度系数为k的轻弹簧，竖直放置，下端悬一质量为m的小球，开始时使弹簧为原长而小球恰好与地接触，今将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止，在此过程中外力作功为 (A) (B) (C) (D) (E) 15、粒子的质量是粒子的质量的倍

6、，开始时粒子的速度为，粒子的速度为，若两粒子碰撞后，粒子的速度变为，此时粒子的速度为：（） （） （）（） 二、填空题1、一圆锥摆的摆长为，摆锤质量为，在水平面上以角速度作匀速转动，摆线与铅直方向的夹角为，如图3-2所示，则小球在转动一圈的过程中所受的合力的冲量大小为 ，所受绳子的拉力的冲量大小为 。2、一个力作用在质量为的质点上，使之沿轴运动，已知在此力的作用下质点的运动方程为(SI)。则在到内力的冲量大小为 。3、一质量为m的物体，原来以速率v向北运动，它突然受到外力打击，变为向西运动，速率仍为v，则外力的冲量大小为_，方向为_4、一质量为1 kg的物体，置于水平地面上，物体与地面之间的静

7、摩擦系数m 00.20，滑动摩擦系数m0.16，现对物体施一水平拉力Ft+0.96(SI)，则2秒末物体的速度大小v_5、假设作用在一质量为10 kg的物体上的力，在4秒内均匀地从零增加到50 N，使物体沿力的方向由静止开始作直线运动则物体最后的速率v_6、一人造地球卫星绕地球作椭圆运动，近地点为，远地点为。、两点距离地心分别为及。如图所示，设卫星质量为，地球质量，万有引力常数为，则卫星、两点处的引力势能之差 。7、如图3-6所示，一质量为的物体，位于质量可以忽略的竖直放置的弹簧的正上方高度为处，该物体从静止开始落向弹簧，若弹簧的劲度系数为，不考虑空气的阻力，则物体可能获得的最大动能为。8、质

8、量为的质点开始时静止，在合力的作用下沿直线运动，在0到的时间内，力所作的功为 。9、一质量为的质点仅受到力的作用，式中为常数，为从某一定点到质点的矢径。该质点在处被释放，由静止开始运动，则当它到达无穷远时的速率为 。10、一质量为的子弹从枪筒射出时的速率为，设子弹在枪筒内前进时所受合力可表示为，式中的单位为，为子弹在枪筒内移动的距离，单位为米，则枪筒的长度为 ；合力对子弹作的总功为。11、图中，沿着半径为R圆周运动的质点，所受的几个力中有一个是恒力，方向始终沿x轴正向，即.当质点从A点沿逆时针方向走过3 /4圆周到达B点时，力 所作的功为W_12、质量m1kg的物体，在坐标原点处从静止出发在水

9、平面内沿x轴运动，其所受合力方向与运动方向相同，合力大小为F32x (SI)，那么，物体在开始运动的3 m内，合力所作的功W_；且x3m时，其速率v_ 13、一弹簧原长l00.1 m，劲度系数k50 Nm，其一端固定在半径为R0.1 m的半圆环的端点A，另一端与一套在半圆环上的小环相连在把小环由半圆环中点B移到另一端C的过程中，弹簧的拉力对小环所作的功为_ J 14、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如图所示，则当物体速率为v 0时弹簧对物体的拉力f =_ 15、一长为l，质量均

10、匀的链条，放在光滑的水平桌面上，若使其长度的悬于桌边下，然后由静止释放，任其滑动，则它全部离开桌面时的速率为_ 三、计算题1、一质量为10的质点 ,受到方向不变的力=30+40t (SI)作用，若物体的初速度为10，方向与力的方向相同，求（1）在开始的两秒内，此力冲量的大小；（2）两秒末质点速度的大小。 2、如图3-7所示，传送带以3的速度水平向右运动，沙子从高度h=0.8处以每秒40的流量落到传送带上，求在沙子落入传送带的过程中，传送带给沙子的作用力。（g=10）。3、静水中停着两条质量均为M的小船，当第一条船中的一个质量为m的人以水平速度（相对于地面）跳上第二条船后，两船运动的速度各多大？

11、（忽略水对船的阻力）4、质量为1 kg的物体，它与水平桌面间的摩擦系数m = 0.2 现对物体施以F = 10t (SI)的力，（t表示时刻），力的方向保持一定，如图所示如t = 0时物体静止，则t = 3 s时它的速度大小v 为多少?5、质量为M1.5 kg的物体，用一根长为l1.25 m的细绳悬挂在天花板上今有一质量为m10 g的子弹以v0500 m/s的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小v 30 m/s，设穿透时间极短求： (1) 子弹刚穿出时绳中张力的大小； (2) 子弹在穿透过程中所受的冲量6、一沿x轴正方向的力作用在一质量为的质点上，已知质点的运动方程为（），试求：（1）

12、力在最初内作的功；（2）在时，力的瞬时功率。7、 如图3-17所示，质量为的木块平放在地面上，通过劲度系数为的竖直弹簧与质量为的的木块相连接，今有一竖直向下的恒力作用在上使系统达到平衡。试求当撤去外力时，为使向上反弹时能带动刚好离开地面，力至少应为多大？第三章动量守恒定律和能量守恒定律答案一、选择题：1、B 2、C 3、 C 4、A 5、B 6、D 7、A 8、A 9、C 10、B 11、C 12、D 13、C 14、C 15、A 二、填空题1、0； 2、一3、mv 指向正西南或南偏西45°4、0.89 m/s5、 10 m · s-16、 ；7、8、9、10、； 11、F

13、0R 12、 18J 6m/s13、0.20714、15、三、计算题1、解：（1）=140 N.S (2) 由动量定理 得 2、解：建立如图所示的坐标系,选时间内落入传送带上的沙子为研究对象，yxov 由动量定理解得平均作用力大小 方向 与传送带运动方向的夹角为53°3、解：以人与第一条船为系统，因水平方向合外力为零所以水平方向动量守恒，则有 1分 Mv1 +mv =0 1分 v1 = 1分再以人与第二条船为系统，因水平方向合外力为零所以水平方向动量守恒，则有 mv = (m+M)v2 1分 v2 = 1分4、解：由题给条件可知物体与桌面间的正压力 1分物体要有加速度必须 2分即 ， 1分物体开始运动后，所受冲量为 t = 3 s, I = 28.8 N s 2分则此时物体的动量的大小为 速度的大小为 m/s 2分5、解：(1) 因穿透时间极短，故可认为物体未离开平衡位置因此,作用于子弹、物体系统上的外力均在竖直方向，故系统在水平方向动量守恒令子弹穿出时物体的水平速度为有 mv0 = mv+M v¢ v¢ = m(v0 - v)/M =3.13 m/s 2分 T =Mg+Mv2/l =26.5 N 2分 (2) (设方向为正方向)