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质点系的内力可以改变 A. 系统的总质量 ; B. 系统的总动量 ; C. 系统的总动能 D. 系统的总角动量 。 提示:质点系内力成对出现,当两物体有相对运动时,对地面的位移不同,一对内力做功的和就

质点系的内力可以改变 A. 系统的总质量 ; B. 系统的总动量 ; C. 系统的总动能 D. 系统的总角动量 。 提示:质点系内力成对出现,当两物体有相对运动时,对地面的位移不同,一对内力做功的和就不为零;但一对内力对任一点的力矩的和总为零。 A. A对 B. B对 C. C对 D. D对

质点系的内力仅能改变系统的总动能(选项C正确)。这一结论源于内力的基本特性:成对内力虽大小相等、方向相反,但做功效果与动量/角动量效应存在本质差异。

关键分析依据:

总质量(A选项):内力是系统内部质点间的相互作用,不会改变系统的总质量。质量是物质的固有属性,内力无法创造或消灭质量。

总动量(B选项):根据动量定理,系统总动量的变化率等于合外力(\(\vec{F}_{\text{合}} = \frac{d\vec{P}}{dt}\))。由于内力成对出现(\(\vec{f}_{ij} = -\vec{f}_{ji}\)),其矢量和为零,因此内力不会改变系统总动量。例如,爆炸过程中内力虽使碎片动量变化,但系统总动量保持不变。

总动能(C选项):动能定理表明,系统总动能的变化等于所有力(包括内力)做的总功(\(W = \Delta E_k\))。内力做功与否取决于质点间的相对位移:若两质点在力的方向上有相对运动,一对内力做功的代数和不为零。例如,压缩的弹簧释放时,弹力(内力)对两物体做正功,使系统总动能增加;刹车时摩擦力(内力)做负功,使动能减少。

总角动量(D选项):角动量定理指出,系统总角动量的变化率等于合外力矩(\(\tau_{\text{合}} = \frac{d\vec{L}}{dt}\))。成对内力的力矩等大反向(因力的作用线共线),内力矩之和为零,故内力不影响总角动量。例如,花样滑冰运动员通过内力收臂减小转动惯量,角速度增大,但总角动量守恒。

结论与拓展:

内力的核心特征是“内禀性”——仅能改变系统内部的能量分配或运动状态分布,而无法影响系统整体的动量、角动量或质量。这一规律在工程中具有重要应用,例如火箭推进依赖内力传递动量(但需通过外力矩调整姿态),而发动机通过内力做功实现动能转化。思考:既然内力不改变总动量,为何汽车发动机的内力能让汽车获得动能?(提示:需结合地面摩擦力这一外力分析)。

正确答案:C

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