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大学物理学习指导答案(第四章)

第四章 动量和角动量

【例题】

例4-1 0.89 m/s 1.39

例4-2 C

例4-3 C

例4-4 答:推力的冲量为t ∆F ,动量定理中的冲量为合外力的冲量,此时木箱除受力F 外还受地面的静摩擦力等其它外力,木箱未动说明此时木箱的合外力为零,故合外力的冲量也为零,根据动量定理,木箱动量不发生变化。

例4-5 解:煤粉自料斗口下落,接触传送带前具有竖直向下的速度 gh 20=

v

设煤粉与A 相互作用的∆t 时间内,落于传送带上的煤粉质量为

t q m m ∆=∆

设A 对煤粉的平均作用力为f ,由动量定理写分量式: 0-∆=∆v m t f x )(00v m t f y ∆--=∆

将 t q m m ∆=∆代入得 v m x q f =, 0v m y q f =

∴ 14922=+=y x f f f N f 与x 轴正向夹角为α = arctg (f x / f y ) = 57.4°

由牛顿第三定律,煤粉对A 的作用力f ′= f = 149 N ,方向与图中f 相反。

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例题4-5答案图

例4-6 C

例4-7 解:(1) 因穿透时间极短,故可认为物体未离开平衡位置,因此,作用于子弹、物体系统上的外力均在竖直方向,故系统在水平方向动量守恒。

令子弹穿出时物体的水平速度为v ' 有 m v 0 = m v +M v '

v ' = m (v 0 - v )/M =3.13 m/s T =Mg+M v 2/l =26.5 N

(2) s N 7.40⋅-=-=∆v v m m t f (设0v 方向为正方向)

负号表示冲量方向与0v 方向相反。

例4-8 解:油灰与笼底碰前的速度 gh 2=v 0/x Mg k =

碰撞后油灰与笼共同运动的速度为V ,应用动量守恒定律 V M m m )(+=v ①

油灰与笼一起向下运动,机械能守恒,下移最大距离∆x ,则

x g m M kx V m M x x k ∆∆++++=+)(2

1)(21)(2120220 ②

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