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1、精选优质文档-倾情为你奉上3-3一质量为m的陨石从距地面高h处由静止开始落向地面,设地球质量为M,半径为R,忽略空气阻力,试求: (1) 陨石下落过程中万有引力的功;(2) 陨石落地的速度。 解:3-4质量为m=0.002kg的弹丸,其出口速率为300ms-1,设弹丸在枪筒中前进所受到的合力,开抢时子弹在x=0处,试求枪筒的长度。解 设枪筒长度为L,由动能定理知 其中 而, 所以有: 化简可得: 即枪筒长度为0.45m。3-5在光滑的水平桌面上平放有习题3-5图所示的固定的习题3-5图半圆形屏障。质量为m的滑块以初速度沿切线方向进入屏障内,滑块与屏障间的摩擦系数为,试证明:当滑块从屏障的另一端
2、滑出时,摩擦力所做的功为证明 物体受力:屏障对它的压力N,方向指向圆心,摩擦力f方向与运动方向相反,大小为 (1)另外,在竖直方向上受重力和水平桌面的支撑力,二者互相平衡与运动无关。由牛顿运动定律 切向 (2) 法向 (3) 联立上述三式解得 又 所以 即 两边积分,且利用初始条件s=0时,得 即 3-6一质量为与另一质量为的质点间有万有引力作用。试求使两质点间的距离由增加到时所需要做的功。解 万有引力 两质点间的距离由x增加到时,万有引力所作的功为故外力所作的功此题也可用功能原理求: 3-7设两粒子之间的相互作用力为排斥力,其变化规律为,k为常数。若取无穷远处为零势能参考位置,试求两粒子相距
3、为r时的势能。解由势能的定义知r处的势能为:3-8设地球的质量为M,万有引力恒量为G0,一质量为m的宇宙飞船返回地球时,可认为它是在地球引力场中运动(此时飞船的发动机已关闭)。试求它从距地心下降到处时所增加的动能。解 由动能定理,宇宙飞船动能的增量等于万有引力对飞船所作的功,而此功又等于这一过程中地球与飞船系统势能增量的负值,即: 3-9双原子中两原子间相互作用的势能函数可近似写习题3-9图成,其中a、b为常数,x为原子间距,两原子的势能曲线如习题3-9图所示。试问:(1)x为何值时? x为何值时为极小值? (2)试确定两原子间的作用力;(3)假设两原子中有一个保持静止,另一个沿x轴运动,试述可能发生的运动情况。解 (1) 当=0时,有: 即 或 故 (x)为极小值时,有 即 所以 (2)设两原子之间作用力为,则 在一维情况下,有 (3)由原子的受力情况可以看出可能发生的运动情况为:当x0,它们互相排斥,另一原子将远离;当xx2 时f(x)0,它们又互相吸引,另一原子在远离过程中减速,直至速度为零,然后改变方向加速靠近静止原子,再当xx2 时,又受斥力,逐渐减速到零,原子又将远离。如此循环往复。若开始时两原子离得很远,则f(x)趋于零,两原子互不影响。专心-专注-专业