【正文】 又因，并由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初始條件，積分得 9. 質(zhì)量的物體沿x軸作直線運(yùn)動(dòng)，所受合外(SI)。如果在處時(shí)速度；試求該物體運(yùn)動(dòng)到處時(shí)速度的大小。解：用動(dòng)能定理，對(duì)物體：當(dāng)時(shí)，解得10．儲(chǔ)有1 mol氧氣，容積為1 m3的容器以的速度運(yùn)動(dòng)。設(shè)容器突然停止，其中氧氣的80％的機(jī)械運(yùn)動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，問(wèn)氣體的溫度及壓強(qiáng)各升高了多少？(氧氣分子視為剛性分子，普適氣體常量R＝ Jmol1K1 )解：氧氣的內(nèi)能：氧氣的內(nèi)能的增加：∴ 又： ∴∴ 11． L(升)的瓶子以速率勻速運(yùn)動(dòng)，瓶子中充有質(zhì)量為100g的氦氣。設(shè)瓶子突然停止，且氣體的全部定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能都變?yōu)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，瓶子與外界沒(méi)有熱量交換，求熱平衡后氦氣的溫度、壓強(qiáng)、內(nèi)能及氦氣分子的平均動(dòng)能各增加多少?(摩爾氣體常量R＝ Jmol1K1，玻爾茲曼常量k＝1023 JK1) 解：設(shè)氦氣分子總數(shù)為，分子的質(zhì)量為，所以其定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能為，氣體內(nèi)能增量。根據(jù)能量守恒應(yīng)有：， ∴ (1) (2) (3) (4) 12．有 2103 m3剛性雙原子分子理想氣體，102 J。(1) 試求氣體的壓強(qiáng)；(2) 設(shè)分子總數(shù)為 1022個(gè)，求分子的平均平動(dòng)動(dòng)能及氣體的溫度。解：(1) 設(shè)分子數(shù)為N，剛性雙原子分子根據(jù)： 及 得： (2) 由分子的平動(dòng)動(dòng)能，： 得： 又因： 得： 四、 簡(jiǎn)述題動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒的條件是什么？動(dòng)量守恒的條件是力學(xué)系統(tǒng)不受外力或外力的矢量和為零。機(jī)械能守恒也是有條件的，即只有在保守力場(chǎng)中才成立。所謂保守力是指在這種力的作用下，所做的功與運(yùn)動(dòng)物體所經(jīng)歷的路徑無(wú)關(guān)，僅由物體的始點(diǎn)和終點(diǎn)的位置決定。運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的路程與位移有何區(qū)別？答：①位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的一條有向線段，用來(lái)表示質(zhì)點(diǎn)位置的變化；②位移有大小有方向，是一個(gè)矢量，路程只有大小沒(méi)有方向，是一個(gè)標(biāo)量；③一般情況下，位移大小不等于路程，只有質(zhì)點(diǎn)做單方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移等于路程或在時(shí)間為無(wú)限小時(shí)，位移大小的極限與路程的極限相等。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中平均速度與平均速率有何區(qū)別？在什么情況下平均速度與平均速率相等？答：平均速度是位移與時(shí)間的比，平均速率是路程與時(shí)間的比；只有物體做單方向的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，平均速度大小才與平均速率相等保守力做功的特點(diǎn)是什么？為什么可以根據(jù)保守力做功來(lái)定義勢(shì)能？我們學(xué)過(guò)哪些保守力？答：保守力做功只與質(zhì)點(diǎn)的始末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)；保守力做功只與始末位置有關(guān)，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，能量是狀態(tài)函數(shù)，因此可以用來(lái)定義勢(shì)能；我們學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力、彈力、重力、靜電力等保守力。汽車(chē)防止由于慣性受到傷害的安全措施之一是設(shè)置頭枕，頭枕處于座椅靠背上方乘客的頭部位置，是一個(gè)固定且表面較軟的枕頭。請(qǐng)從物理學(xué)的角度解釋在發(fā)生汽車(chē)“追尾”事故時(shí)，頭枕會(huì)起什么用？ 答：原來(lái)前面的車(chē)速度較慢(或處于靜止?fàn)顟B(tài))，當(dāng)發(fā)生追尾時(shí)，車(chē)突然加速，坐在座椅上的人由于慣性，保持原來(lái)的慢速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，頭會(huì)突然后仰，這時(shí)較軟的頭枕會(huì)保護(hù)頭和頸部不被撞傷什么是質(zhì)點(diǎn)？一個(gè)物體具備哪些條件時(shí)才可以被看做質(zhì)點(diǎn)？ 答：近似地把該物體看作是一個(gè)具有質(zhì)量大小和形狀可以忽略不計(jì)的理想物體，稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)；只有物體的大小和形狀在所研究的問(wèn)題中屬于無(wú)關(guān)因素時(shí)可看做質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)組中內(nèi)力總是成對(duì)出現(xiàn)的，那么一對(duì)內(nèi)力做功之和是否為零? 答:不一定為零，因?yàn)橐粚?duì)內(nèi)力是作用力和反作用力，但由于相互作用力的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小以及位移與力的夾角一般不同，因此之和不一定為零牛頓定律是否對(duì)所有參考系都適用？如果不是，它的適用范圍？答：否，牛頓定律只適用于慣性參考系；牛頓定律適用于宏觀低速的物體運(yùn)動(dòng)1什么是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？實(shí)際過(guò)程在什么情況下視為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？答：一個(gè)過(guò)程中，如果任意時(shí)刻的中間態(tài)都無(wú)限接近于平衡態(tài)，則此過(guò)程為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。實(shí)際過(guò)程進(jìn)行的無(wú)限緩慢時(shí)，各時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)無(wú)限接近于平衡態(tài)，那么系統(tǒng)的這個(gè)狀態(tài)變化的過(guò)程稱(chēng)為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。1氣體處于平衡態(tài)下有什么特點(diǎn)？答：氣體處于平衡態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間發(fā)生變化。從微觀角度看，組成系統(tǒng)的微觀粒子仍在永不停息的運(yùn)動(dòng)著，只是大量粒子運(yùn)動(dòng)的總的平均效果保持不變，所以，從微觀角度看，平衡態(tài)應(yīng)理解為熱動(dòng)平衡態(tài)。1理想氣體的微觀模型答：①構(gòu)成理想氣體系統(tǒng)的分子是具有一定質(zhì)量的單個(gè)質(zhì)點(diǎn)或多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的某種組合。②視為質(zhì)點(diǎn)的氣體分子遵從牛頓運(yùn)動(dòng)定律。③氣體分子之間和分子與容器器壁分子之間，除以碰撞的形式發(fā)生相互作用外，分子間的相互作用力可忽略不計(jì)，重力也忽略不計(jì)，兩次碰撞之間，分子作勻速直線運(yùn)動(dòng)。④氣體分子之間以及氣體分子與容器器壁分子之間的碰撞都是完全彈性碰撞，因而碰撞前、后不但動(dòng)量守恒，而且動(dòng)能也保持不變。1能否說(shuō)速度快的分子溫度高,速度慢者溫度低,為什么?答:不能，因?yàn)闇囟仁潜碚鞔罅糠肿訜徇\(yùn)動(dòng)激烈程度的宏觀物理量，也就是說(shuō)是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，所以說(shuō)溫度是一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，對(duì)單個(gè)分子說(shuō)溫度高低是沒(méi)有意義的。指出以下各式所表示的物理含義:()（1）（2）（3）（4）（5）答:（1）表示理想氣體分子每個(gè)自由度所具有的平均能量（2）表示分子的平均平動(dòng)動(dòng)能（3）表示分子的平均動(dòng)能（4）表示1mol理想氣體分子的內(nèi)能（5）表示mol理想氣體的內(nèi)能2理想氣體分子的自由度有哪幾種？答:理想氣體分子的自由度有平動(dòng)自由度、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、振動(dòng)自由度。2最概然速率和平均速率的物理意義各是什么?有人認(rèn)為最概然速率就是速率分布中的最大速率,對(duì)不對(duì)?答：最概然速率表示在該速率附近分子出現(xiàn)的概率最大。平均速率表示各個(gè)分子速率的平均值。最概然速率不是速率分布中的最大速率。2改變系統(tǒng)內(nèi)能的途徑有哪些？它們本質(zhì)上的區(qū)別是什么？答：做功和熱傳導(dǎo)。 做功是將外界定向運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)能量，而傳熱是將外界分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)能量。2比較摩爾定體熱容和摩爾定壓熱容的異同答案：相同點(diǎn)：都表示1摩爾氣體溫度升高單位溫度時(shí)氣體所吸收的熱量。不同點(diǎn)：摩爾定體熱容是1摩爾氣體，在體積不變的過(guò)程中，溫度升高單位溫度時(shí)氣體所吸收的熱量。摩爾定壓熱容是1摩爾氣體，在壓強(qiáng)不變的過(guò)程中，溫度升高單位溫度時(shí)氣體所吸收的熱量。兩者之間的關(guān)系為+= 27 / 27