2011大学物理(上)期中试卷及答案(2)
固定光滑轴转动．另有一水平运动的质量为m2的小滑块，从侧面垂
直于棒与棒的另一端A相碰撞，设碰撞时间极短．已知小滑块在碰撞 前后的速度分别为v1和v2，如图所示．求碰撞后从细棒开始转动到m1 ,l
1停止转动的过程所需的时间.(已知棒绕O点的转动惯量J=m1l2) 3 2 A 俯视图
解：对棒和滑块系统，在碰撞过程中，由于碰撞时间极短，所以棒所受的摩擦力
矩<<滑块的冲力矩．故可认为合外力矩为零，因而系统的角动量守恒，即 1分 m2v1l＝－m2v2l＋m1l2ω ① 3分 碰后棒在转动过程中所受的摩擦力矩为
Mf=13m11 = µm1gl ② 2分 xxd∫0l2t由角动量定理 ∫Mfdt=0
m1l2ω ③ 2分 03
v+v2 2分 由①、②和③解得 t=2m21µm1gl
µ
g
884. （本题8分）要使电子的速度从v1 =1.2×10 m/s增加到v2 =2.4×10 m/s必须对它作多少功？ (电子静止质量me ＝9.11×10-31 kg)
解：根据功能原理，要作的功 W = E
根据相对论能量公式 E = m2c2- m1c2
2分
根据相对论质量公式 m2=m0/[1 (v2/c)2]1/2 m1=m0/[1 (v1/c)2]1/2 1
分
11-∴ W=m0c2(＝4.72×1014 J＝2.95×105 eV 2v2v121 2 2cc
2分
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