大学物理规范作业(本一)03解答.ppt

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1,大学物理规范作业,总（03）,功能原理机械能守恒,2,一、选择题,l.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,两者所作功的代数和必为零.,分析：

作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反,但两者所作功的代数和不一定为零；而等于力与两者相对位移的乘积。

（3）错。

（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）,保守力作正功时,系统内相应的势能减少。

（1）错。

3,2.一个质点在几个力同时作用下的位移为（m），其中一个恒力为（N），则这个力在该位移过程中所作的功为：

（A）,分析：

4,3.竖直悬挂的轻弹簧下端挂一质量为m的物体后弹簧伸长y0且处于平衡。

若以物体的平衡位置为坐标原点，相应状态为弹性势能和重力势能的零点，则物体处在坐标为y时系统弹性势能与重力势能之和是：

分析：

由题意有,以物体的平衡位置为坐标原点，相应状态为弹性势能和重力势能的零点时,（D）,5,解2：

由题意有平衡时弹簧伸长,以物体的平衡位置为坐标原点y轴向下，物体受力包括弹力与重力为：

取坐标原点为弹性势能和重力势能的零点时，势能为：

6,二、填空题,1.一个力作用在质量为1.0kg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,该力对质点所作的功为。

176（J）,分析：

由已知得到,根据动能定律，有：

或：

7,分析：

2.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。

8,解2：

引力做功等于势能减少,9,3.一质量为m的质点在指向圆心的平方反比力的作用下,作半径为r的圆周运动。

此质点的速度v=。

若取距圆心无穷远处为势能零点,它的机械能E=。

分析：

由k/r2=mv2/r可得：

v=（k/mr）1/2,所以：

E=EK+EP=-k/2r,（k/mr）1/2,-k/2r,10,三、计算题,1.一轻质量弹簧原长l0，劲度系数为k，上端固定，下端挂一质量为m的物体，先用手托住，使弹簧保持原长。

然后突然将物体释放，物体达最低位置时弹簧的最大伸长和弹力是多少？

物体经过平衡位置时的速率多大？

解：

取弹簧自然伸长的位置为原点（y轴向下为正），则弹簧未伸长时势能为零。

以后任一时刻机械能守恒得:

物体达最低位置时，速度为零；,这时弹力为：

最大伸长为：

11,过平衡位置时质点受力为零：

质点的位移为,这时质点的速率由下式决定,解上式得,即：

12,2.如图，质量为2kg的物体由A点沿1/4的光滑圆弧轨道静止滑下，轨道半径为2.5m，到达B点后物体沿水平作直线运动，在水平面上物体所受的阻力f与速率成正比，且f=-v/2，求物体在水平面上滑行多远时其速率降为B点速率的一半。

解：

法一：

13,法二：

冲量定理,法三：