南京信息工程大学 大学物理上册第四章课后习题答案VIP免费

仅供参考内部资料12级资环、遥感4-1判断正误（1）质点系的总动量为零，总角动量也一定为零。错（2）一质点做直线运动，质点的角动量一定为零。错（3）一质点做直线运动，质点的角动量一定不变。错（4）一质点做匀速率圆周运动，其动量方向在不断改变，所以角动量的方向也随之不断改变。错4-2两个自由质点，其质量分别为m1和m2，它们之间的相互作用符合万有引力定律，开始时，两质点间的距离为l，它们都处于静止状态，试求当它们的距离变为l21时，两质点的速度各为多少？解：把两个质点当一个系统考虑，没有外力作用，动量和机械能守恒。0:2211vmvm动量守恒2222112121212120vmvmLmmGLmmG机械能守恒解得：)(2,)(221122121mmLGmvmmLGmv4-3如附图所示，一根线密度为的均匀柔软链条，上端被人用手提住，下端恰好碰到桌面。现将手突然松开，链条下落，设每节链环落到桌面上之后就静止在桌面上，求链条下落距离y时对桌面的瞬时作用力。解：在落到桌面前，链条个部分为自由落体，当链条下落y时，下落部分速率满足：gyvmgymv2212dt时刻内将会有dy长度的链条落到桌面上，此时桌面上的链条受到支持力N和重力G的作用，二者的合力改变了链条的动量，若指定向上为正，则)](d[0d)(vytGN即2vdtdyvygN仅供参考内部资料12级资环、遥感所以gygygyygvN3224-4作用在质量为10kg的物体上的力为F=（10+2t）iN，式中t的单位为s。（1）求4s后，这物体的动量和速度的变化，以及力给予物体的冲量。（2）为了使这力的冲量为200Ns，该力应在这物体上作用多久，试就一原来静止的物体和一个具有初速度-6jm/s的物体，回答这两个问题。解：（1）根据动量定理，m/skg56)10()()()210(40240ttmvImvttIxxm/s6.51056m/skg56vvmmv（2）当物体原来静止时，在x方向s10020010200)210(02tttdttItx当初速度为m/s60jv时，titvmtitvmppIvmpttd)210(]d)210([,00000100由于y方向无力作用，y方向动量为恒矢量，故仍为10s。4-5一颗子弹由枪口射出时速率为v0m/s，当子弹在枪筒内被加速时，它所受的合力为F=（a-bt）N（a，b为常数），其中t以s为单位：（1）假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间；（2）求子弹所受的冲量；（3）求子弹的质量。解：（1）子弹到枪口时，有batbtaF0)(（2）子弹受的冲量仅供参考内部资料12级资环、遥感2021)(btatdtbtaIt，将bat带入得baI22（3）由动量定理，得0202bvavIm4-6求实验室内观察到相距很远的一个质子（质量为mp）和一个氦核（质量为4mp），沿一直线相向运动，速率都是v0，求二者能达到的最近距离R。解：如图当质子和氦核相距最近时，它们的速度一定同方向且相等，由动量守恒得00053)4(4vVVmmvmvmpppp质子带电量为e，氦核带电量为2e，它们相距为r时具有的势能为rkereekEp222，其中k为静电力常量。由能量守恒得min2220202)4(2121421rkeVmmvmvmpppp得：202min45vmkerp4-7Fx=30+4t（式中Fx的单位为N，t的单位为s）的合外力作用在质量为m=10kg的物体上，试求：（1）在开始2s内此力的冲量；（2）若冲量I=300Ns，此力作用的时间；（3）若物体的初速度v1=10m/s，方向与Fx相同，在t=6.68s时，此物体的速度v2。解：（1）0-2s内此力的冲量sN68)302(d)430(d2020220tttttFIxminrpm4pm0v0vVV仅供参考内部资料12级资环、遥感（2）sN300I时，3003022tt，解得s86.6t（3）0300mvmvI，解得m/s40v4-8如附图所示，在水平地面上，有一横截面S=0.20m2的直角弯管，管中有流速为v=3.0m/s的水通过，求弯管所受力的大小和方向。解：水在竖直方向和水平方向分别利用冲量定理求冲力分量，弯管所受力大小为水所受的冲力合力。在竖直方向：tvSvmvtFd)(dd1在水平方向：tvSvtFdd2水所受的冲力合力大小为：N105.2N0.320.0101223232221SvFFF，方向沿直角平分线指向弯管内侧。由牛顿第三定律，弯...