大学物理必考题型加答案 联系客服

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f?m2?0 L(2)子弹和木块组成的系统动量守恒,子弹相对木块静止时,设其共同运动速度为??,有 m?0?(M?m)??

设子弹射入木块的深度为s1,根据动能定理,有 ?fs1? ??? s1?112(M?m)??2?m?0 22m?0

M?mML

2(M?m)(3)对木块用动能定理,有

fs2?1M??2?0 2 木块移动的距离为 s2?MmL

2(M?m)2

10、一质量为200g的砝码盘悬挂在劲度系数k=196N/m的弹簧下,现有质量为100g的砝码自30cm高处落入盘中,求盘向下移动的最大距离(假设砝码和盘的碰撞是完全非弹性碰撞)

10、解:砝码从高处落入盘中的过程机械能守恒,有 m1gh?12m1v1 (1) 2砝码与盘的碰撞过程中系统动量守恒,设碰撞结束时共同运动的速度为v2,有 m1v1?(m1?m2)v2 (2) 砝码与盘向下移动的过程中机械能守恒,有

12112kl1?(m1?m2)v2?k(l1?l2)2?(m1?m2)gl2 (3) 222 m2g?kl1 (4) 解以上方程可得

98l2?0.98l2?0.096?0 向下移动的最大距离为

2 l2?0.037(m)

11、 如图,起重机的水平转臂AB以匀角速转动,一质量为

时,速度为

绕铅直轴Oz(正向如图所示)

的小车被约束在转臂的轨道上向左行驶,当小车与轴相距为

.求此时小车所受外力对Oz轴的合外力矩。

11、解: 小车对Oz轴的角动量为

它绕Oz轴作逆时针旋转,故取正值,按质点对轴的角动量定理,有

式中,

,

力矩为

12、如图,一质量为m、长为l的均质细棒,轴Oz通过棒上一点O并与棒长垂直,O点与棒的一端距离为d,求棒对轴Oz的转动惯量。

为小车沿转臂的速度。按题设,

,代入上式,算得小车在距转轴Oz为l=2m时所受外力对Oz轴的合外

12、解: 在棒内距轴为x处,取长为dx,横截面积为S的质元,它的体积为dV=Sdx,质量为

质元的质量为

按转动惯量定义,棒对Oz轴的转动惯量为

为棒的密度。对均质细棒而言,其密度为

。故此

若轴通过棒的右端,即d=l时,亦有

若轴通过棒的中心,即d=l/2,则得

13、电荷均匀分布在半径为R的球形空间内,电荷的体密度为?。利用高斯定理求球内、外及球面上的电场强度。

13、解:根据电荷分布的球对称性,可知电场分布也具有球对称性。以带电球体的球心为球心,作半径为r的球形高斯面,由高斯定理知:

0?r?R时

??143??r ?E?ds??30s E?4?r?24??r3 3?0 E??r 3?0r?R时

??1432??R ?E?ds?E?4?R??30s E??R 3?0r?R时

??1432??R ?E?ds?E?4?r??30s?R3 E?

3?0r2

14、如图所示表示两个同心均匀带电球面,半径分别为RA,RB;分别带有电量为qA、qB。分别求出在下面情况下电场和电势。 (1) r?RA; (2) RA?r?RB; (3) RB?r;

RA qB RB

qA 题14图

14、解:(1)由高斯定理可得:r