《大学物理》试卷答案--4能量守恒
大学物理力学试题及答案
大学物理力学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 根据牛顿第二定律，下列说法正确的是：A. 力是改变物体运动状态的原因B. 力是维持物体运动状态的原因C. 力是物体运动的原因D. 力和运动状态无关答案：A2. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，其加速度为a，经过时间t后，其速度为：A. atB. 2atC. at^2D. 2at^2答案：A3. 两个质量相同的物体，一个从高处自由下落，另一个以初速度v向上抛出，忽略空气阻力，它们落地时的速度大小：A. 相等B. 不相等C. 无法比较D. 取决于物体的形状答案：A4. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是：A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量既不能被创造也不能被消灭D. 能量守恒定律只适用于理想情况答案：C5. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是：A. 物体受到的合外力为零B. 物体受到的合外力指向圆心C. 物体受到的合外力与速度方向垂直D. 物体受到的合外力与速度方向相同答案：B6. 根据动量守恒定律，下列说法正确的是：A. 动量守恒定律只适用于物体间没有外力作用的情况B. 动量守恒定律只适用于物体间相互作用力为零的情况C. 动量守恒定律只适用于物体间相互作用力为内力的情况D. 动量守恒定律适用于所有情况答案：C7. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是：A. 物体受到的合外力为零B. 物体受到的合外力不为零C. 物体受到的合外力与速度方向相反D. 物体受到的合外力与速度方向相同答案：A8. 根据牛顿第三定律，下列说法正确的是：A. 作用力和反作用力大小相等，方向相反B. 作用力和反作用力大小不等，方向相反C. 作用力和反作用力大小相等，方向相同D. 作用力和反作用力大小不等，方向相同答案：A9. 一个物体从高处自由下落，忽略空气阻力，下列说法正确的是：A. 物体下落速度随时间增加而增加B. 物体下落速度随时间减少而增加C. 物体下落速度随时间增加而减少D. 物体下落速度与时间无关答案：A10. 一个物体在水平面上做匀减速直线运动，其加速度为a，经过时间t后，其速度为：A. atB. 2atC. at^2D. 0答案：D二、填空题（每题4分，共20分）1. 牛顿第二定律的数学表达式是________。
大学物理试题及答案5
大学物理试题及答案5一、选择题（每题2分，共20分）1. 在国际单位制中，力的单位是：A. 牛顿B. 帕斯卡C. 焦耳D. 瓦特答案：A2. 光速在真空中的速度是：A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 km/hD. 299,792,458 m/h答案：A3. 根据牛顿第二定律，力和加速度的关系是：A. F = maB. F = m/aC. F = a/mD. F = m*a答案：A4. 热力学第一定律表明能量守恒，其表达式为：A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q/W答案：B5. 电磁波的频率和波长之间的关系是：A. f = c/λB. f = λ/cC. f = c*λD. f = λ*c答案：A6. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这个定律的公式是：A. F = k*(q1*q2)/r^2B. F = k*(q1*q2)/rC. F = k*(q1+q2)/r^2D. F = k*(q1-q2)/r^2答案：A7. 光的波粒二象性是指：A. 光既具有波动性又具有粒子性B. 光只具有波动性C. 光只具有粒子性D. 光既不是波也不是粒子答案：A8. 在理想气体状态方程中，PV = nRT表示：A. 气体的体积与温度成正比B. 气体的压强与体积成反比C. 气体的压强与温度成正比D. 气体的压强与体积成正比答案：B9. 欧姆定律描述的是电流、电压和电阻之间的关系，其公式是：A. I = V/RB. I = V*RC. I = R/VD. I = V - R答案：A10. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场会产生：A. 电场B. 磁场C. 重力场D. 电磁场答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 一个物体的质量为2kg，受到的重力为______N。
大学物理基础教程答案1-4力-4
以垂直于盘面的力F 将一粗糙平面紧压在一飞轮的盘面上， 4-4 以垂直于盘面的力F 将一粗糙平面紧压在一飞轮的盘面上， 使其制动,如图所示.飞轮可以看作是质量为m 半径为R 使其制动,如图所示.飞轮可以看作是质量为m、半径为R的匀质圆 盘面与粗糙平面间的摩擦系数为µ,轴的粗细可略, 盘,盘面与粗糙平面间的摩擦系数为 ,轴的粗细可略,飞轮的初始 角速度为ω.(1)求摩擦力矩.(2)经过多长时间飞轮才停止转动 求摩擦力矩.(2)经过多长时间飞轮才停止转动？ 角速度为ω.(1)求摩擦力矩.(2)经过多长时间飞轮才停止转动？
F 解： dN = 2πrdr dM = rµdN 2 πR R 2 M = ∫ dM = µFR 0 3 1 R 又 M = Iβ = ( m 2 )β ω0 = βt 2 3m ω0 R 1 2 R ω0 M = ∴ t= m 2 4µF
ω0
R r dr
如图， 4-5 如图，两物体的质量分别为m1 和m2，滑轮的转动惯量为I， (1)如果 与桌面之间为光滑接触， 半径为R。(1)如果m2与桌面之间为光滑接触，求系统的加速度a .(2)如果 及绳中张力T1和T2 .(2)如果m2与桌面之间的摩擦系数为µ ,求系 3 统的加速度和及绳中张力 绳子与滑轮间没有相对滑动。 统的加速度和及绳中张力T1和T2 .绳子与滑轮间没有相对滑动。
Iz = ∫ r2dm = ∫ (x2 + y2 )dm = ∫ x2dm + ∫ y2dm = Ix + Iy
计算由三根质量均为m长为l 4-2 计算由三根质量均为m长为l的均匀细杆组成的正三角形 绕通过一顶点并垂直于三角形平面的轴的转动惯量.
1
OA相对于 点的转动惯量: 相对于O 解： OA相对于O点的转动惯量: OB相对于O点的转动惯量: OB相对于O点的转动惯量: 相对于 AB相对于O点的转动惯量: AB相对于O点的转动惯量: 相对于
大学物理动量守恒和能量守恒习题讲解
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
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4-匡乐满主编-北京邮电大学出版社省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
0.5
0.30s
7. 粒子在加速器中被加速到动能为静止能量旳4倍时，其质量 m
与静止质量 m0 旳关系为：
（A）m 4m0；(B) m 5m0；(C) m 6m0； (D) m 8m0
答案（B） mc2 Ek m0c2 4m0c2 m0c2 5m0c2
大学物理 盛忠志主讲
8. Ek 是粒子旳动能，p 是它旳动量，那么粒子旳静能 m0c 2等于
大学物理 盛忠志主讲
大学物理作业四参照答案
一、选择题
1. 一刚性直尺固定在S系中，它与 X 轴正向夹角 45，
在相对 S系以速度 u 沿 X 轴作匀速直线运动旳 S 系中，
测得该尺与 X 轴正向夹角为 （A） 45；(B) 45 ； (C) 45； (D)不懂得
答案（A）
大学物理 盛忠志主讲
2. 惯性系 S 、S沿X 轴做相对运动，在 S 系中测得两个同步发 生旳事件沿运动方向空间距离为1m，在 S系中测得这两个事件
旳空间间隔为2m。则在 S 系中测得这两个事件旳时间间隔为
（A）
3c
；
（B）1 3
c
；
（C） 3 c
； （D）3 c
x x
1
u c
2 2
答案（C）
u 3c 2
t t1 t2
1 (t u x) 3
1
u2 c2
c2
c
3. 两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得两者相对地球旳速度
大小分别是 vA 0.9c ，vB 0.8c 。则两者互测旳相对运动速度为
(A)1.7c ； (B) 0.988c ； (C) 0.956c ； (D) 0.975c
答案（B）
v v u 0.9c (0.8c) 0.988c
《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。
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作的功等于物体动能的增量，则可写为 Fhmgh1mv2
•
2
•即
(FP)h1mv20
1分
2
• 所以
WFh1mv2 mgh 2
2分
• W是人对物体所作的功，而不是物体所受合外力所作的
功．
O
t1
t4 t
t2 t3
(D) W1＝0，W2＜0，W3＜0 ［ C ］
4．r 质 A 量c 为mo t 的i 质 点B s s 在外i t 力 j作n 用下，其运动方程为
式中A、B、都是正的常量．由此可知外力在t=0到
t=/(2)这段时间内所作的功为
(A) 1m2(A2 B2) (B) m2(A2B2)
EPB－EPA＝_G_M__m_r2_r2_r1r_1 __．
11．如图所示，劲度系数为k的弹簧，一端固定
在墙壁上， 另一端连一质量为m的物体，物体在
坐标原点O时弹簧长度为原长．物体与桌面间的
摩擦系数为．若物体在不变的外力F作用下向
右移动，则物体到达最远位置时系统
的弹性势能EP＝___2_(F____m __g_)2_k___．
热．
［ C］
6．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)物体在光滑斜面上自由滑下．
［C］
• 7．图所示系统中（滑轮质量不计，轴光 滑），外力通过不可伸长的绳子和一劲
2
(B) (C12m ) 2(A2 B2)
(D12) m2(B2 A2)
［C ］
5．所示，子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块而不穿出．以
地面为参考系，下列说法中正确的说法是
v
(A)子弹的动能转变为木块的动能．
(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作的功．
(D)子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的
m1
m2
解:以弹簧仅 ml时 挂 ,物重 体物 (静 平止 )衡 位置为坐 ,竖标 直原 向点 下
y轴正 ,此 向时弹簧 :l1 伸 m1g长 /k 为(1)
1分
再悬挂 m2后 重 ,弹 物簧再获得附加伸长为
l2m2g/k
(2)
1分
当突然剪断 m2后 连 ,m1线 将去 上悼 升并开动 始 ,在 作 平 简 衡 谐 位 振置处
所做的功为___2_9_0_J____．
10．地球卫星绕地球作椭圆运动，近地点为A，远
地点为B．A、B两点距地心分别为r1 、r2 ．设卫
地心
星质量为m，地球质量为M，万有引力常量为
A r1
r2
B
G．则卫星在A、B两点处的万有引力势能之差
GMmr1 r2
EPB - EPA=_____r_2r_1 ；卫星在A、B两点的动能之差
能量守恒
一 选择题
1．有一劲度系数为k的轻弹簧，原长为l0，将它吊在天花板
上．当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l1．然后在托盘中
放一重物，弹簧长度变为l2，则由l1伸长至l2的过程中，弹性力
所(A作) ．的功l1l为2 kxd x
(C) ． l2l0 kxdx l1l0
l2 kxd x
(B) ． l1
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 M g取10 m/s2）
• (A) 1 J．
(B) 2 J．
• (C) 3 J．
(D) 4 J．
• (E) 20 J．
［ C］
F 20 cm
(D) ． l2 l0 kxdx l1 l0
［ C］
2．为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为
该飞船只在地球的引力场中运动．已知地球质量为M，
万有引力恒量为G，则当它从距地球中心R1处下降到
R2处时，飞船增加的动能应等于
(A) GMm
(B) GMm
R2
R
2 2
(C) GMmR1 R2
R1R2
• 力对物体所作的功为：
27
• W dW =
l
24
9kc3x 3dx
=
27 kc 3l
3
0
7
13、如图所示，质量m为 0.1 kg的木块，在一
个水平面上和一个劲度系数k为20 N/m的轻弹
簧碰撞，木块将弹簧由原长压缩了x = 0.4
k
m．假设木块与水平面间的滑动摩擦系数 k m
为0.25，问在将要发生碰撞时木块的速率v为
多少？
• 13、解：根据功能原理，木块在水平面上运动时，摩
擦力所作的功等于系统（木块和弹簧）机械能的增
量．由题意有 frx1 2kx21 2mv2
• •
而 fr kmg 由此得木块开始碰撞弹簧时的速率为 v
2k
gxkx2 m
•
= 5.83 m/s
13 [另解]根据动能定理，摩擦力和弹性力对木块所作的功，
等于木块动能的增量，应有
其中 xkxdx 1kx2
0
2
km g0 x xkx d0 x1 2m v2
14．如图所示，悬挂的轻弹簧下端挂着质量为m1、
m2的两个物体，开始时处于静止状态．现在突然把
m1与m2间的连线剪断，求m1的最大速度为多少？
设弹簧的劲度系数k＝8.9×104 N/m，m1＝0.5 kg， m2＝0.3 kg．
最,大 根据机械 ,有 能守恒
1 2k(l1l2)2m1g2l1 2m1vm21 2k1l2
(3)
2分
将①、②代入③得 vm m2g
1 (m1k)
≈0.014 m/s
④
1分
四、回答问题
15、 有人把一物体由静止开始举高h时，物体获得速
度v，在此过程中，若人对物体作功为W，则有
W1mv2 2
mgh试问这一结果正确吗？
k
F
m
x
O
三 计算题
12、一物体按规律x＝ct3 在流体媒质中作直线运动，式 中c为常量，t为时间．设媒质对物体的阻力正比于速度 的平方，阻力系数为k，试求物体由x＝0运动到x＝l时， 阻力所作的功．
•
12、解：由x＝ct3可求物体的速度：
v
dx dt
3ct2
• 物体受到的阻力大小为： fkv29k2c t49k2c 3x43
(B)(DG)M
mR1 R2 R12
(EG) M
mR1 R2 R12 R22
[ C]
3．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t1至t2间外力作功为W1 ；时刻t2至t3间外力作功为
W2 ；时刻t3至t4间外力作功为W3 ，则
v
(A) W1＞0，W2＜0，W3＜0．
(B) W1＞0，W2＜0，W3＞解为“合外力对物体所作的功等于物体动能的增
量与势能的增量之和”吗？为什么？
• 15答：人将质量为m的物体举高h，并使物体获得速度v，
在这过程中人对物体作的功W确为 W1mv2 mgh
2
2分
• 但W并不是合外力所作的功．因为物体所受的力除了人的
作用力F外，还有重力P＝mg，根据动能定理，合外力所
二、填空题
8、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_G__M_m_(3_1R__R1_)__或__2_G_3MR_m_____．
9线、运某动质，点在在从力x＝F＝0移(4动＋到5xx)＝i(1S0I)的m的作过用程下中沿，x轴力作F直