高二物理競賽力學(xué)課后習(xí)題課件

√一、選擇題1、一運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)在某瞬時位于矢徑

的端點(diǎn)處,其速度大小為(A)

(B)

(C)

(D)

2、一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動，已知質(zhì)點(diǎn)的位置矢量的表達(dá)式為：（其中a、b為常量），則該質(zhì)點(diǎn)作：A）勻速直線運(yùn)動。B）變速直線運(yùn)動。C）拋物線運(yùn)動。D）一般曲線運(yùn)動。√3、某人騎自行車以速率V向正西方向行駛，遇到由北向南刮的風(fēng)（設(shè)風(fēng)速大小也為V），則他感到的風(fēng)是從

A）東北方向吹來B）東南方向吹來

C）西北方向吹來D）西南方向吹來[C]4、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在外力作用下，其運(yùn)動方程為，式中A、B、ω都是正的常數(shù)，則力在t=0到t=π/(2ω)

這段時間內(nèi)所作的功為：[C]5、質(zhì)量為m的木塊沿固定的光滑斜面下滑，當(dāng)下降h高度時，重力的瞬時功率是；（A）（B）（C）（D）［D］6、一質(zhì)點(diǎn)由原點(diǎn)從靜止出發(fā)沿x軸運(yùn)動，它在運(yùn)動過程中受到指向原點(diǎn)的力作用，此力的大小正比于它與原點(diǎn)的距離，比例系數(shù)為k．那么當(dāng)質(zhì)點(diǎn)離開原點(diǎn)為x時，它相對原點(diǎn)的勢能值是：√√(D)(C)(A)(B)(A)A的動量增量的絕對值比B的?。?/p>

(B)A的動量增量的絕對值比B的大．

(C)A、B的動量增量相等．

(D)A、B的速度增量相等．7、質(zhì)量分別為mA和mB

(mA>mB)、速度分別為

和的兩質(zhì)點(diǎn)A和B，受到相同的沖量作用，則

(vA>vB)√8、關(guān)于力矩有以下幾種說法：

(1)對某個定軸而言，內(nèi)力矩不會改變剛體的角動量．

(2)作用力和反作用力對同一軸的力矩之和必為零．

(3)質(zhì)量相等，形狀和大小不同的兩個剛體，在相同力矩的作用下，它們的角加速度一定相等．

在上述說法中，

(A)只有(2)是正確的．

(B)(1)、(2)是正確的．

(C)(2)、(3)是正確的．

(D)(1)、(2)、(3)都是正確的．

9、一圓盤繞過盤心且與盤面垂直的光滑固定軸O以角速度w按圖示方向轉(zhuǎn)動.若如圖所示的情況那樣，將兩個大小相等方向相反但不在同一條直線的力F沿盤面同時作用到圓盤上，則圓盤的角速度w(A)必然增大．(B)必然減少．

(C)不會改變．(D)如何變化，不能確定．10、一輕繩繞在有水平軸的定滑輪上，滑輪的轉(zhuǎn)動慣量為J，繩下端掛一物體．物體所受重力為P，滑輪的角加速度為β．若將物體去掉而以與P相等的力直接向下拉繩子，滑輪的角加速度β將

(A)不變．(B)變小．

(C)變大．(D)如何變化無法判斷．√√β

A＜β

B

二、簡答題答：1、描述質(zhì)點(diǎn)加速度的物理量，

有何不同?表示總加速度的大小和方向；表示總加速度在軌跡切線方向（質(zhì)點(diǎn)瞬時速度方向）上的投影，也稱切向加速度；

表示加速度矢量在x軸上的投影。解：質(zhì)點(diǎn)的角速度質(zhì)點(diǎn)的線速度質(zhì)點(diǎn)的法向加速度切向加速度把t=2s代入得：2、一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為0.10m的圓周運(yùn)動，其角位置

試求：在t=2s時，它的法向加速度和切向加速度各是多少?為3、一單擺，在擺動過程中，若不計(jì)空氣阻力，擺球的動能、動量、機(jī)械能以及對懸點(diǎn)的角動量是否守恒？為什么？

(1)因?yàn)橹亓π∏蜃龉?，故它的動能不守恒?/p>

(2)因?yàn)樾∏蚴軓埩εc重力,合力不為零，故其動量不守恒．

(3)因繩張力不做功，也不計(jì)非保守力的功，故機(jī)械能守恒．

(4)因小球受的重力矩（對懸點(diǎn)）不為零，故小球?qū)尹c(diǎn)的角動量不守恒．

答：m動能守恒的條件是：合力的功等于零動量守恒的條件：合外力等于零；機(jī)械能守恒的條件是：只有保守力做功角動量守恒的條件是：合外力矩等于零；[練習(xí)]如圖所示，圓錐擺的擺球質(zhì)量為m，速率為v，圓半徑為R，當(dāng)擺球在軌道上運(yùn)動半周時，擺球所受重力沖量的大小為：(A)2mv(B)

(C)(D)0

mR√擺球的動能、動量、機(jī)械能以及對圓心的角動量是否守恒？動量不守恒。動能、機(jī)械能以及對圓心的角動量守恒。

4、地球的質(zhì)量

，半徑

，月球的質(zhì)量

，半徑

。地月中心的距離

。求地月系統(tǒng)的質(zhì)心相對于地心的位置。解：取地球中心為原點(diǎn)，地月中心連線為x軸。設(shè)質(zhì)心到地球中心的距離為x，由質(zhì)心的定義式得：地月系統(tǒng)的質(zhì)心在地球內(nèi)，距離地心約為個地球半徑處。5、試闡述為什么質(zhì)點(diǎn)系中的內(nèi)力不能改變質(zhì)點(diǎn)系的總動量．(1)質(zhì)點(diǎn)系中的內(nèi)力總是成對出現(xiàn)的．根椐牛頓第三定律一對內(nèi)力的大小相等，方向相反，分別作用在兩個質(zhì)點(diǎn)上．(2)這兩個質(zhì)點(diǎn)將受到等值反號的沖量（作用時間相同）．(3)根據(jù)動量定理這兩個質(zhì)點(diǎn)的動量變化一定是等值反號的．因此它們的總動量

變化一定是零即兩質(zhì)點(diǎn)的相互作用力不改變它們的總動量上述分析對系統(tǒng)內(nèi)任一對質(zhì)點(diǎn)都成立，其總結(jié)果就是系統(tǒng)內(nèi)力不改變系統(tǒng)的總動量．

答：6、剛體轉(zhuǎn)動慣量的物理意義是什么？它與什么因素有關(guān)？剛體轉(zhuǎn)動慣量是剛體轉(zhuǎn)動中慣性大小的量度．答：它與剛體的質(zhì)量的大小、

質(zhì)量分布

及轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)．1、（本題10分）以初速度v0由地面豎直向上拋出一個質(zhì)量為m

的小球，若上拋小球受到與其瞬時速率成正比的空氣阻力，比例系數(shù)為k，若在小球上升過程中忽略小球的重力。試求：（1）小球在上升過程中速度的大小隨時間的變化關(guān)系？（2）小球能升達(dá)的最大高度是多大？解：

(1)設(shè)任意時刻小球速度為v,則小球受阻力為－Ｋv，三、計(jì)算題解法一：

解法二：

小球升到最大高度時速度為零（2）小球能升達(dá)的最大高度是多大？2、質(zhì)量為m1，仰角為α

的炮車發(fā)射了一枚質(zhì)量為m2的炮彈，炮彈發(fā)射時相對炮身的速率為u，不計(jì)摩擦。求∶1）炮彈出口時炮車的速率v1

。

2）發(fā)射炮彈過程中，炮車移動的距離(炮身長為L)。

解

1）選炮車和炮彈為系統(tǒng)，地面為參考系，選坐標(biāo)系如圖。由x方向的動量守恒可得：由相對速度：得：水平方向不受外力，系統(tǒng)總動量沿x分量守恒。設(shè)炮彈相對地面的速度為v2

。解得：“－”號表示炮車反沖速度與x軸正向相反。2）若以u(t)

表示炮彈在發(fā)射過程中任一時刻，炮彈相對炮車的速率，則此時炮車相對地面的速率設(shè)炮彈經(jīng)t

秒出口，在t秒內(nèi)炮車沿水平方向移動了：A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒(A在很遠(yuǎn)處時，引力勢能為零)A對B所在點(diǎn)角動量守恒：3、質(zhì)量為mA的粒子A受到另一重粒子B的萬有引力作用，B保持在原點(diǎn)不動．起初，當(dāng)A離B很遠(yuǎn)(r=∞)時，A具有速度

方向沿圖中所示直線Aa，B與這直線的垂直距離為D．粒子A由于粒子B的作用而偏離原來的路線，沿著圖中所示的軌道運(yùn)動．已知這軌道與B之間的最短距離為d，求B的質(zhì)量mB．。解∶解得

r

解得得解∶受力分析如圖所示．2mg－T1＝2ma

T2－mg＝ma

4、一輕繩跨過兩個質(zhì)量均為m、半徑均為r的均勻圓盤狀定滑輪，繩的兩端分別掛著質(zhì)量為m和2m的重物，如圖所示．繩與滑輪間無相對滑動，滑輪軸光滑．兩個定滑輪的轉(zhuǎn)動慣量均為

將由兩個定滑輪以及質(zhì)量為m和2m的重物組成的系統(tǒng)從靜止釋放，求兩滑輪之間繩內(nèi)的張力．

a＝rβ

解上述5個聯(lián)立方程得：[補(bǔ)充習(xí)題][1]如圖所示，將單擺和一等長的勻質(zhì)直桿懸掛在同一點(diǎn)，桿的質(zhì)量m與單擺的擺錘相等。開始時直桿自然下垂，將單擺的擺錘拉到h0高度，令它自靜止?fàn)顟B(tài)下垂,于鉛垂位置和直桿作彈性碰撞。求碰撞后直桿下端達(dá)到的高度h。

解碰撞前單擺擺錘的速度為令碰撞后直桿的角速度為，擺錘的速度為v＇，碰撞前后系統(tǒng)角動量守恒，有①chch’hmlhol在彈性碰撞過程中機(jī)械能守恒:二式聯(lián)立解得：②按機(jī)械能守恒,碰撞后擺錘達(dá)到的高度顯然為而桿的質(zhì)心達(dá)到的高度滿足由此得chch’hmlhol[補(bǔ)充習(xí)題]

[2]

一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為M＝2.00kg，半徑為R＝0.100m，一根不能伸長的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為m＝5.00kg的物體，如圖所示．已知定滑輪的轉(zhuǎn)動慣量為求(1)定滑輪的角加速度的大小和方向；

(2)定滑輪的角速度變化到w＝0時，物體上升的高度；

(3)當(dāng)物體回到原來位置時，定滑輪的角速度的大小和方向．其初角速度w0＝10.0rad/s，方向垂直紙面向里解：

由轉(zhuǎn)動定律：對m2分析受力。取向下為正方向。關(guān)聯(lián)方程：

＝81.7rad/s2方向垂直紙面向外．(2)定滑輪的角速度變化到w＝0時，物體上升的高度；當(dāng)w＝0時，物體上升的高度：h=Rθ

=6.12×10-2m(3)當(dāng)物體回到原來位置時，定滑輪的角速度的大小和方向．方向垂直紙面向外.1如圖所示，假設(shè)物體沿著豎直面上圓弧形軌道下滑，軌道是光滑的，在從A至C的下滑過程中，下面哪個說法是正確的？

(A)它的加速度大小不變，方向永遠(yuǎn)指向圓心．

(B)它的速率均勻增加．

(C)它的合外力大小變化，方向永遠(yuǎn)指向圓心．

(D)它的合外力大小不變．

(E)軌道支持力的大小不斷增加．√練習(xí)題2有兩個力作用在一個有固定轉(zhuǎn)軸的剛體上：

(1)這兩個力都平行于軸作用時，它們對軸的合力矩一定是零；

(2)這兩個力都垂直于軸作用時，它們對軸的合力矩可能是零；

(3)當(dāng)這兩個力的合力為零時，它們對軸的合力矩也一定是零；

(4)當(dāng)這兩個力對