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第四章 动量守恒定律与能量守恒定律
4-1 用锤压钉，很难把钉子压入木块，如果用锤击钉，钉子就很容易进入木块。这是为什么？
答：要将钉子压入木块中，受到木块的阻力是很大的，仅靠锤压钉子上面的重量远远不够，只有挥动锤子，使锤子在极短的时间内速度从很大突然变为零，在这过程中可获得较大的冲量，即:
Ft?0?mv
又因为t很短，所以可获得很大的冲力，这样才足以克服木块的阻力，将钉子打进木块中去。
4-2 一人躺在地上，身上压一块重石板，另一人用重锤猛击石板，但见石板碎裂，而下面的人毫无损伤。何故？
??? 答：石板受击所受到的冲量很大，亦即Fdt?dp?d(mv)很大。但是，由于石板的质量m很大，所以，石板的速度变化并不大。又因为用重锤猛击石板时，冲击力F很大，此力作用于石板，易击碎石板；但是，由于石板的面积很大，故作用于人体单位面积上的力并不大，所以下面的人毫无损伤。
4-3 两个质量相同的物体从同一高度自由下落，与水平地面相碰，一个反弹回去，另一个却贴在地上，问哪一个物体给地面的冲击较大？
答：贴地：F?t?0?(?mv0)?mv0 反弹：F??t?mv?(?mv0)?m(v?v0)
?F??F，则反弹回去的物体对地面冲击大。
4-4 两个物体分别系在跨过一个定滑轮的轻绳两端。若把两物体和绳视为一个系统，哪些力是外力？哪些力是内力？
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答：取系统m1,m2和绳，内力：T1,T1?;T2,T2?
外力：m1g,m2g，绳与滑轮摩擦力f，滑轮对绳支持力N。
4-5 在系统的动量变化中内力起什么作用？有人说：因为内力不改变系统的动量，所以不论系统内各质点有无内力作用，只要外力相同，则各质点的运动情况就相同。这话对吗？
答：这话是错的。由质点系动量定理
t2exF?dt?p t1可知，在系统动量变化中，外力改变系统的动量，内力不改变系统的动量；但内力改变各质点的动量，所以各质点的运动情况就不相同。
4-6 我国东汉史学者王充在其所著《论衡》一书中记有：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决角伸钩，使之自举，不能离地。”说的是古代大力士自己不能把自己举离地面。这个说法正确吗？为什么？
答：正确。取人和地球为一系统，重力是内力，不能改变系统的动量，所以自己不能举起自己。
4-7 人从大船上容易跳上岸，而从小船上不容易跳上岸，这是为什么？ 答：水平无外力，动量守恒，小船：mv?m?v??0，?v???船：mv?MV?0，?V??mv，S?V?t； Mmv，s??v??t大?m?v??V，?s??S；则小船后退较远，相当从远处跳，跳到水里。 4-8 一人在帆船上用鼓风机正对帆鼓风，试图使帆船前进，但他发现，船非但不前进，反而缓慢后退，这是为什么？
??答：鼓风机喷出气体对帆作用力F1，与气体对鼓风机作用力F1?，是一对平
衡力，作用船上，F1?F1??F。鼓风机对气体的作用力，船应不动，但气体吹到
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帆上时，帆左边流速大，压强小
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P1；帆右边流速小，压强大P2，?P2?P1，帆的面积相同，?F2?F1，船缓
慢后退。
1212流体力学公式，伯努力方程：P??gy??v?P??gy??v2 1112222表明，压强大，速度小；压强小，速度大。
4-9 质点系的动量守恒，是否意味着该系统中一部分质点的速率变大时，另一部分质点的速率一定会变小？
答：由质点系动量守恒定律
当Fex?0时，?mivi?恒矢量
i可知，质点系各质点动量的矢量和保持不变。而不是一部分质点的速率变大，另一部分质点的速率一定会变小。
4-10 在大气中，打开充气气球下方的塞子，让空气从球中冲出，气球可在大气中上升。如果在真空中打开气球下方的塞子，气球也会上升吗？说明其道理。
答：取气球和气球內的空气为一系统，当气球内的空气冲出气球时，如果冲力大于地球的引力，动量守恒，则气球能上升；这与在真空与否无关。
4-11 在光滑的水平平面上放一长为L、质量为M的小车，车的一端站有质量为m的人，开始时人和车都是静止的。若人以相对地面的速率v从车的一端走到另一端，在此过程中人和小车相对地面各移动了多少距离？
答：取人和车为一系统，取地面为参考系，水平方向不受力，动量守恒。
mv?Mv0?0
式中：v是人对地的速率，v0是车对地的速率。
由速度变换 v?v??v0精品
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由于是一维运动，则 v?v??v0 所以 mv??mv0?Mv0?0
mL m?MM人对地移动的距离 s2?vt?L
m?M车对地移动的距离 s1?v0t?? 4-12 物体A被放在斜面B上，如把A与B看成一个系统，问在下列何种情形下，系统的水平方向分动量是守恒的？ 答: 取A、B为一系统，取地面为参考系，则
（1） 动量不守恒； （2） 动量守恒； （3） 动量守恒； （4） 动量不守恒。
4-13 一物体在粗糙斜面上滑下，试分析在此过程中哪些力做正功，哪些力做负功，哪些力不做功。
答：重力做正功，摩擦力做负功，支持力不做功。
4-14 合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，其中一个分力做的功，能否大于物体动能的增量？
答：可以。如4-13思考题，重力做的功大于物体动能的增量。
4-15质点的动量和动能是否与（惯性）参考系的选取有关？功是否与参考系有关？质点的动量定理和动能定理是否与参考系有关？请举例说明。
答：动量和动能与惯性参考系的选取有关，功与惯性参考系选取有关，动量定理和动能定理与惯性参考系选取无关。
例如，一个是静止参考系S(oxy)，另一个是沿x方向作匀速直线运动的参考
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大学物理思考题答案第四章
