大学物理《力学质点运动学》复习题及答案(课堂PPT)
大学物理质点力学第一章 质点运动学 PPT
方向:
cosa
=
x r
cosβ=
y r
cosγ=
z r
路程:质点所经路径得总长度。
三、速度
描述位置矢量随时间变化快慢得物理量
1、平均速度
在移质为点r由)A,到单B的位过时程间中内(的所平用均时位间移为称为t该,质所点发在生该的过位
程中的平均速度。
v
=
Δ Δ
r t
=
Δx Δt
i
+ΔΔ
y t
j
+
Δ Δ
0
Δx
Δ t —割线斜率(平均速度)
dx —切线斜率(瞬时速度) dt
x~t图
t tt
1
2
2、 v ~ t 图
v ~ t图
割线斜率:
Δv Δt = a
v v2
切线斜率:
dv dt
=a
v1
v ~ t 图线下得面积(位移):
0 t1
t2
x2
dt dx x2 x1 x
t1
x1
t2 t
3、 a ~ t 图
=
dθ
dt
B
Δθ A
θ
0
x
(3)、角加速度
β =ΔΔωt
β
=
lim
Δt
Δω
0Δ t
=ddωt
=ddθt2 2
(4)、匀变速率圆周运动
0
t
1 2
t2
0 t
2
2 0
2
(5)、线量与角量得关系
Δ s = rΔθ
lim Δ s
Δt 0Δ t
=
lim
Δt 0
r
Δθ
质点力学复习课件
木板对子弹的阻力是恒定的.那么,当子弹射入木板的深度
等于其厚度的一半时,子弹的速度是
(D)
9其(.中A一)一个14个v质力(点为B同)恒时13力v在F(几C个)3力i12 v作5(用j D下)9k的 ,12位v则移此为力:在r 该 4位i 移5 j过 程6k。 中所作的功为 (C)
(A)-67J (B)17J (C)67J (D)91J
3.一质点以速率v做半径为R的匀速率圆周运动,则任意时 刻质点的法向加速度大小为__v2_/_R___。法向加速度反映的是 速度_方__向__的变化快慢。(填大小或方向)
4.吊车底板上放一质量为10kg的物体,若吊车底板加速上 升,加速度大小为a=3+5t,则2秒内吊车底板给物体的冲
量大小I=3_5_6_N__s;2秒内物体动量的增量大小 P=1_6_0_N__s。
动能
EK
1 mv2 2
质点的动能定理 W合 = EK - EK0
质点系的动能定理 W外 W内 EK EK 0
势能
"0"
E p F保 dr
P
功能原理 W外力+W非保守外力=E-E0
机械能守恒 当 W外力 = 0和W非保守内力 = 0 时,E = E0
角动量
L
=
r
×p
力矩
M=r
F
角动量定理
计算题:
1.一质点沿x轴运动,其加速度a与位置坐标x的关系
为:a 2 6x2 。如果质点在原点处的速度为零,试求
其在任意位置处的速度。
解:设质点在x处的速度为v,
a dv dv dx 2 6x2
v
x
vdv
2 6x2 dx
dt dx dt
大学物理《力学1·质点运动学》复习题及答案
[]
6.在相对地面静止的坐标系内, A、B 二船 都以 3ms1 的速率匀速行驶, A 船沿 x 轴正 向, B 船沿 y 轴正向,今在船 A 上设置与静 止坐标系方向相同的坐标系 ( x、y方向单 位矢量i、j用表示 ), 那么在 A 船上的坐标 系中, B 船的速度(以 m·s1 为单位)为
(A) 3i 3 j, (C) 3i 3 j,
(B) 3i 3 j, (D) 3i 3 j,
[]
7.一运动质点在某瞬时位于矢径r (x,y) 的端 点处,其速度大小为
( A ) dr dt
(B) dr dt
dr (C )
dt
(D)
dx dt
2
dy dt
H
H'
的高度
S
A 15 cm
30cm M
o
C
解:先求质点的位置
t 2s,
s 20 2 5 22 60 (m)( 在大圆)
v ds / dt 20 10t ,
v(2) 40 m/s
a
t 2s时
at dv / dt 10m/s
an
an v2 / R
an
160 / 3m/ s2。
解:根据机械能守 恒定律,小球与斜
h
v2
面碰撞时的速度
H
H'
为
v1 2 gh
S
h 为小球碰撞前自由下落的距离。
因为是完全弹性碰撞,小球弹射的速度大 小为
v2 v1 2 gh
v2的方向是沿水平方向,故小球与斜面碰 撞后作平抛运动,弹出的水平距离为
s v2t 式中t 2(H h ) g
大学物理第二版 第1章 质点运动学PPT
设质点作曲线运动: 从A至B点 z
即:t 时刻位于A点,位矢
rA
t
+t
时刻位于B点,位矢
rB
A
r
rA
rB
B
在t 时间内,位矢的增量 O
y
称为位移.
x
r rB rA AB
即A到B的有向线段
在直 角坐 标系 中 r rB rA
xB
xA
i
yB
yA j
zB
zA k
xi yj zk
1010 109
人类的寿命
10-5 10-6
108 107 106
地球公转周期(年) 10-7
月球周期(月)
10-8
10-9
105
10-10
地球自转周期(日) 10-11
中子的寿命
10-12 10-13
百米赛跑世界纪录 钟摆的周期
10-14 10-15 10-16
市电的周期
10-17
10-18
超快速摄影曝光时间 10-19
以下情况的实物均可以抽象为一个质点: ① 研究问题中物体的形状
和大小可以忽略不计 ② 物体上各点的运动情况
相同(平动) ③ 各点运动对总体运动影
响不大
第10页 共48页
1.2.2位矢 运动方程和轨迹方程
1. 位置矢量(矢径, 位矢) (position vector):
从坐标原点O出发, 指向质点所在位置P
角向
r
O
径向
• P(r,)
极轴
极坐标系
•P(r, , )
球坐标系
en
e P(n,) t
O
自然坐标系
第6页 共48页
(完整版)大学物理01质点运动学习题解答
第一章质点运动学一选择题1.以下说法中,正确的选项是:()A.一物体若拥有恒定的速率,则没有变化的速度;B.一物体拥有恒定的速度,但仍有变化的速率;C.一物体拥有恒定的加快度,则其速度不行能为零;D. 一物体拥有沿x 轴正方向的加快度而有沿x 轴负方向的速度。
解:答案是 D。
2.长度不变的杆 AB,其端点 A 以 v0匀速沿 y 轴向下滑动, B 点沿 x 轴挪动,则 B 点的速率为:()A . v0 sinB .v0 cos C.v0 tan D.v0 / cos解:答案是 C。
简要提示:设 B 点的坐标为 x, A 点的坐标为 y,杆的长度为l,则x2y2l 2对上式两边关于时间求导:dx dy0,因dxv,dyv0,所以2 x 2 ydtdt dt dt2xv2yv0 = 0即v=v0 y/x =v0tan所以答案是 C。
3.如图示,路灯距地面高为 H,行人身高为 h,若人以匀速 v 背向路灯行走,灯y人头A H vv0hθvx影sB选择题 3图选择题 2图则人头影子挪动的速度u 为()H h Hv h HA.vB.H H h H h 解:答案是 B 。
简要提示:设人头影子到灯杆的距离为 x ,则x s h , x Hs , x H H hdx H ds HvuH h dt Hdt h所以答案是 B 。
4. 某质点作直线运动的运动学方程为x = 3t-5t 3 + 6 (SI),则该质点作A. 匀加快直线运动,加快度沿 x 轴正方向.B. 匀加快直线运动,加快度沿 x 轴负方向.C. 变加快直线运动,加快度沿 x 轴正方向.D. 变加快直线运动,加快度沿x 轴负方向.()解: 答案是 D5. 一物体从某一确立高度以v 0 的初速度水平抛出,已知它落地时的速度为v t ,那么它的运动时间是: ()v t - v 0v t v 0v t2 22v v 0 v t A.B.C.gD.2 gg2 g解:答案是 C 。
大学物理第一章 质点运动学-习题及答案
第一章 质点运动学1-1 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j i r 22bt at += (其中b a ,为常量) 则该质点作(A )匀速直线运动 (B )变速直线运动(C )抛物线运动 (D )一般曲线运动 [B]解:由j i rv bt at t 22d d +==知 v 随t 变化,质点作变速运动。
又由x aby bt y at x =⎪⎭⎪⎬⎫==22 知质点轨迹为一直线。
故该质点作变速直线运动。
1-2 质点作曲线运动,r 表示位置矢量,s 表示路程,t a 表示切向加速度,下列表达式中,① a t v =d ② v t r =d ③ v t s =d d ④ t a t =d d v (A )只有(1)、(4)是对的。
(B )只有(2)、(4)是对的。
(C )只有(2)是对的。
(D )只有(3)是对的。
[D]解:由定义:t vt a d d d d ≠=v ; t r t s t v d d d d d d ≠==r ; t t v a d d d d v ≠=τ只有③正确。
1-3 在相对地面静止的坐标系内,A 、B 二船都以21s m -⋅的速率匀速行驶,A 船沿x 轴正向,B 船沿y 轴正向。
今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x ,y 方向单位矢用j i ,表示),那么在A 船上的坐标系中,B 船的速度(以1s m -⋅为单位)为(A )j i 22+ (B )j i 22+-(C )j i 22-- (D )j i 22- [B]解:由i v 2=对地A ,j v 2=对地B 可得 A B A B 地对对地对v v v +=⎰对地对地A B v v -=i j 22-=j i 22+-= (1s m -⋅)1-4 一质点沿x 方向运动,其加速度随时间变化关系为)SI (23t a +=如果初始时质点的速度0v 为51s m -⋅,则当t 为3s 时,质点的速度1s m 23-⋅=v解:⎰+=tta v v 00d13s m 23d )23(5-⋅=++=⎰tt1-5 一质点的运动方程为SI)(62t t x -=,则在t 由0至4s 的时间间隔内,质点的位移大小为 8m ,在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为 10m 。
大学物理上第一章质点运动学ppt
加法法则
当有两个或多个质点同时运动时,它们的速 度可以通过矢量加法进行合成。
速率
速度的大小称为速率,用标量符号表示。
04 质点的加速度
瞬时加速度
定义
瞬时加速度是指在某一时刻, 质点运动速度的变化率。
计算公式
$a = frac{dv}{dt}$,其中$a$是 瞬时加速度,$v$是质点的速度, $t$是时间。
定义
平均速度是指在一段时间内质点位移量与时间的比值。
关系
瞬时速度是平均速度在时间趋于零时的极限值,即平 均速度的极限状态就是瞬时速度。
应用
在分析质点运动规律时,通常先求平均速度,再通过 极限思想求得瞬时速度。
速度的矢量性质
矢量表示
速度是一个矢量,具有大小和方向,可以用 矢量符号表示。
方向与正方向
速度的方向与质点运动的方向一致,通常规 定正方向为速度的方向。
重力加速度,大小为 $9.8m/s^{2}$,方向竖 直向下。
圆周运动
圆周运动的定义
质点在平面或空间以一定半径作圆周运动的运动形式。
圆周运动的描述参数
线速度、角速度、周期和频率。
圆周运动的向心加速度
大小为$a = v^{2}/r$,方向指向圆心。
相对运动
相对运动的定义
01
两个物体相对于第三个参照物的运动。
质点运动学的基本概念
质点
没有大小、形状,只有质量的 理想化模型,用于描述实际物 体的运动。
速度
描述质点运动快慢和方向的物 理量。
参考系
用来确定质点位置和描述其运 动的参照物。
位移
质点在空间中的位置变化量。
加速度
描述质点速度变化快慢和方向 的物理量。
大学物理第二章质点动力学课后答案 ppt课件
m1
k
m2
A
B
大学物理第二章质点动力学课后答
20
案
解:设弹簧恢复原长时B 物体的速度为v B 0
12kx02 12m2vB20
vB0
k 3m
x0
此后系统动量守恒 m 2vB0(m 1m 2)v
v
3 4
vB0
3 4
x0
k 3m
A、B两物体速度相等时,弹簧伸长最大。
1 2m 2vB 201 2(m 1m 2)v21 2km 2 xax
(A) 2 E k
(B)
1 2
Ek
(C)
1 3
Ek
Ek
1 2
mAv2A
✓(D)
2 3 Ek
mAvA (mA mB )v
v
2mB 3mB
vA
2 3
vA
E k 总 1 2(m Am B )v 22 3m B v 2 A2 3E k
大学物理第二章质点动力学课后答
14
案
2-5 有一倔强系数为k的轻弹簧,竖直放置,下端 悬一质量为m的小球。先使弹簧为原长,而小球恰好 与地接触。再将弹簧上端缓慢地提起,直到小球刚能
vB
F t2 m2
vA
Ft2 Ft1 m2 m1m2
大学物理第二章质点动力学课后答
17
案
2-8
量为
r 一 质a 量c 为mo t的i 质b s 点s 在xi t oy j 平n (S面I)上。运式动中,a,其b位,置 是矢
正值常数, 且a > b。
(1) 求质点在A点(a,0) 和B点(0,b) 时的动能。
ABC的水平光滑轨道运动。质点越过A角时,轨道作
质点动力学 习题答案优秀PPT
(120t
40)i
(12t
4) i
m
10
v
t adt
0
t 0
(12t
4)
i dt
(6t
2
4t )
i
v0
(6t 2 4t 6)i
v(3)
72i
m
s
1
2020/4/28
3
2-3. 一物体质量为10kg,受方向不变的力 F 30 40t
的作用,在开始的2s内,此力的冲量大小为?若物体的
(2)解:物体系的加速度:
a (mA mB )g mC g
f
T
(mA mB mC )
1.1 m s2
分析物体C,T mC g mCa
2020/4代/28 入数据解得:T 1.7 N
8
2-12. 已知条件如图,求物体系的加速度和A、B两绳中 的张力。绳与滑轮的质量和所有摩擦不计。
解:由动能定理,链条刚 好离开桌面时,重力做 功等于链条此时的动能:
1 mv 2 1 mg l 1 mg l
2
2 22 4
v 3 gl 2
2020/4/28
5
2-5. 一弹簧原长0.5m,弹力系数k,上端固定在天花板 上,当下段悬挂一盘子时,其长度为0.6m,然后在盘中 放置一物体,长度变为0.8m,则盘中放入物体后,在弹 簧伸长过程中弹力做的功为?
(1)求物体C与水平桌面的摩擦系数;
(1)解:分析物体系的受力
mB g (mA mC )g
代入数据解得:
1 0.111
9
2020/4/28
7
2-11. A、B、C三个物体,质量分别是 mA mB 0.1kg, mC 0.8kg,当如图(a)放置时,物体系正好作匀速运动。
《大学物理》质点运动学练习题及答案
《大学物理》质点运动学练习题及答案一、简答题1、运动质点的路程和位移有何区别?答:路程是标量,位移是矢量;路程表示质点实际运动轨迹的长度,而位移表示始点指向终点的有向线段。
2、什么是参考系? 为什么要选取参考系?答:为描述物体的运动而选取的标准物叫参考系。
由于参考系的选取是任意的,选择不同的参考系,对于同一物体运动情况的描述是不同的。
讨论物体的运动情况时,必须指明是对什么参考系而言的。
地面附近的物体的运动通常取地面为参考系。
3、质点运动方程为()()()()k t z j t y i t x t r++=,其位置矢量的大小、速度及加速度如何表示? 答:()()()t z t y t x r 222r++==()()()k t z j t y i t xv++= ()()()k t z j t y i t x a++= 4、质点做曲线运动在t t t ∆+→时间内速度从1v 变为到2v,则平均加速度和t 时刻的瞬时加速度各为多少?答:平均加速度 tv v a ∆-=12,瞬时加速度 ()()dt v d t v v a t t lim t 120 =∆-=→∆5、任何质点的运动具有哪些基本特性? 并简答其原因。
答:瞬时性、相对性和矢量性。
这是因为描述任何质点运动需要选取参照系,而且运动的快慢和方向往往是随时间变化的。
6、质点曲线运动的速度为()t v,曲率半径为()t ρ,如何确定的加速度大小和方向?答: t t n n e a e a a+=,其中dtt v d a t t v a t n )(,)()(2==ρ。
方向角t n a a arctan =α7、画出示意图说明什么是伽利略速度变换公式? 其适用条件是什么?答:牵连相对绝对U V +=V ,适用条件宏观低速8、什么质点? 一个物体具备哪些条件时才可以被看作质点?答:质点是一个理想化的模型,它是实际物体在一定条件下的科学抽象。
条件:只要物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关因素或次要因素,物体就能被看作质点。
大学物理 质点运动学 习题及答案
第1章 质点运动学 习题及答案1.||与 有无不同?和有无不同? 和有无不同?其不同在哪里?试举例说r ∆r ∆t d d r dr dt t d d v dv dt明.解: ||与 不同. ||表示质点运动位移的大小,而则表示质点运动时其径向长度r ∆r ∆r ∆r ∆的增量;和不同. 表示质点运动速度的大小,而则表示质点运动速度的径向分量;t d d r dr dt t d d r dr dt和不同. 表示质点运动加速度的大小, 而则表示质点运动加速度的切向分量.t d d v dv dt t d d v dv dt2.质点沿直线运动,其位置矢量是否一定方向不变?质点位置矢量方向不变,质点是否一定做直线运动?解: 质点沿直线运动,其位置矢量方向可以改变;质点位置矢量方向不变,质点一定做直线运动.3.匀速圆周运动的速度和加速度是否都恒定不变?圆周运动的加速度是否总是指向圆心,为什么?解: 由于匀速圆周运动的速度和加速度的方向总是随时间发生变化的,因此,其速度和加速度不是恒定不变的;只有匀速圆周运动的加速度总是指向圆心,故一般来讲,圆周运动的加速度不一定指向圆心.4.一物体做直线运动,运动方程为,式中各量均采用国际单位制,求:(1)第二秒2362x t t =-内的平均速度(2)第三秒末的速度;(3)第一秒末的加速度;(4)物体运动的类型。
解: 由于: 232621261212x(t )t t dxv(t )t t dt dv a(t )tdt=-==-==-所以:(1)第二秒内的平均速度: 1(2)(1)4()21x x v ms --==- (2)第三秒末的速度:21(3)1236318()v ms -=⨯-⨯=- (3)第一秒末的加速度: 2(1)121210()a ms -=-⨯= (4)物体运动的类型为变速直线运动。
5.一质点运动方程的表达式为,式中的分别以为单位,试求;(1)质2105(t t t =+r i j ),t r m,s 点的速度和加速度;(2)质点的轨迹方程。
(完整版)《大学物理》习题册题目及答案第1单元 质点运动学
第一章 力学的基本概念(一)质点运动学序号 学号 姓名 专业、班级一 选择题[ A ]1. 一小球沿斜面向上运动,其运动方程为285t t s -+=(SI),则小球运动到最高点的时刻是:(A) s 4=t ;(B) s 2=t ; (C) s 8=t ;(D) s 5=t 。
[ D ]2. 一运动质点在某瞬时位于矢径 r (x,y)的端点处,其速度大小为 (A)dtdr(B) dt d r (C)dt d r (D)22)()(dt dy dt dx +[ D ]3. 某质点的运动方程x=3t-53t +6 (SI),则该质点作: (A ) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴正方向; (B ) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴负方向; (C ) 变加速直线运动,加速度沿x 轴正方向; (D ) 变加速直线运动,加速度沿x 轴负方向。
[ C ]4. 某物体的运动规律为dtdv=-k 2v t,式中k 为常数,当t=0时,初速度为0v ,则速度v 与时间的函数关系为:(A ) v=21k 2t +0v ; (B ) v=-21k 2t +0v(C ) v 1=21k 2t +01v(D ) v1=-21k 2t +01v[ D ]5. 一质点从静止出发,沿半径为1m 的圆周运动,角位移θ=3+92t ,当切向加速度与合加速度的夹角为︒45时,角位移θ等于:(A) 9 rad, (B )12 rad, (C)18 rad, (D)3.5 rad[ D ]6. 质点作曲线运动,r 表示位置矢量,s 表示路径,t a 表示切向加速度,下列表达式中: (1)dt dv =a; (2)dt dr =v; (3)dtds=v; (4)dt d v =t a ,则,(A ) 只有(1)、(4)是对的; (B ) 只有(2)、(4)是对的; (C ) 只有(2)是对的; (D ) 只有(3)是对的。
二 填空题1. 设质点在平面上的运动方程为r =Rcos t ωi +Rsin tωj ,R 、ω为常数,则质点运动的速度v =j t con R i t R ϖϖωωωω+-sin ,轨迹为 半径为R 的圆 。
大学物理-质点力学习题课ppt课件
x1
顿第二定律,小球的运动方程可以得到:
f2 G
x
mdd2tx21 kx1mgF(t), 即dd2tx21m kx1gFm (t)
令 2=k/m,将F(t)代入,可以得到:
d 2 x1 dt2
2 x1
g
at m
此方程对应的齐次方程的通解为(c1cos t+c2sin t),
其中c1、c2为两个任意常数,非齐次方程的特解为
• 加速度是位置的函数a=a(x):即a=(F0 / m)+(k/m)x,
d vd v d x d v x
v
a v , a d x v d v
d t d x d t d x 0
v 0
(3)力是速度的函数F=F(v):一质量为m的轮船C在停靠码头之 前关闭发动机这时的速率为v0,设水的阻力与轮船的速率 成正比,比例常数为k,求发动机停机后, C所能前进的最大 距离。
;并讨论. d d r t、 d d r t、 d d r t; d d v t、 d d v t、 d d v t 各式的含义.
解: (1)不y正确,以圆周x运R动c为os例t :
t x
yRsint r x2y2 R vddrt0,add22 rt 0
结果不正确,做圆周运动的物体的速度和加速度显然
质点力学
运动学的基 本物理量 r,v,a
动力学的基本物 理量之一——力
复习
质点运动的描述 〔在直角坐标系 和自然坐标系)
运动学的两类问题
难
新 内 容
点新
兼
内 容
重
牛顿第二定律的 描述〔在直角坐
切向 法向
点
积分微分 问题
标系和自然坐标 系)
大学物理 质点运动学答案幻灯片
0
x3 x2
⑴ 前3s内,质点位移的大小为 xx3x03m
⑵ 由dx42t 0 换向时刻:t =2 s dt
程路 sx 2 x 0x 3 x 2 4 1 5 m
第一章 质点运动学
课后练习一
4.一质点在x=l0m处,由静止开始沿Ox轴正向运 动,它的加速度a =6tm·s-2,经过5s后,它在x = 135 m 处.
质点在xoy面上的轨迹方程。单位(SI)
解 (1)
a
dv
dt
t
v v 0 dv 0ta dt
v-v0 (6i4j)dt v6ti4tj(S)I
0
vr ddr( t1 3 0 rr0d t2 r ) i 0v t 2 d tt2 jr ( S -r ) 0 I0 t(6 ti 4 t j)d t
( B)
第一章 质点运动学
课后练习二
3.一质点作半径为 R=2m 的圆周运动,其路程 为s=2t2 (SI).则质点的速率 4tms1 ,切向加速度
大速小度矢4量m4 se t2 ,8 法t2 e 向n m 加速s 度2.大小 8t2ms2 ,总加
在自然坐标系中: vdsd2(t2)4tms1 dt dt
表示的物理意义分别是 d v 切向加速度的大小、
dt
ds
速 率、 d v
d
加速度、
v
加速度的大小、
dt
dt
dt
r
平均速度 。
t
第一章 质点运动学
课后练习一
6.已知质点的运动方程在直角坐标中的表达形
式为 x = 2t, y = 2- t 2(SI), 求 (1) t =ls到t =2s时间内质
点的位移和平均速度; (2) 解 (1) t 时刻的位矢
大物力学 质点运动学(课堂PPT)
9
加速度
z
v
v2
1、平均加速度
速度的增量与所用时间的比 值叫做质点的平均加速度
v1
a v v2 v1
O
y
t t2 t1
2、瞬时加速度
定义:平均加速度的极限值称 为瞬时加速度,简称加速度
lim a
t0
v t
dv dt
d 2r dt2
r
x
ax
a y
a
z
dvx dt
dvy dt
dvz dt
v
v
lim AB
v
ds
v2
t0 t R t0 t R dt R
an=v2/R,法向加速度,指向圆心。
28
a
一般的圆周运动中的速度和加速度:
r 为常数
r 0 r 0
速度
v rrˆ rˆ rˆ
加速度
a (r r2 )rˆ (2r r)ˆ
r2rˆ rˆ
v r a v2 rˆ dv ˆ
r2
r1
x
(
x2i
+y2
j
z2k
)
(
x1i +y1
j
z1
k)
( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j (z2 z1 )k
•位移与路程的区别 位移是矢量:是指位置矢量的变化 路程是标量:是指运动轨迹的长度
z
r1
P1 r r2 P2
O
y
8
速度
1、平均速度 v r r2 r1 t t2 t1
v u v 速度合成
V:绝对速度 V’:相对速度 u:牵连速度
加速度的相对性
dv du dv dt dt dt
大学物理_质点运动学、动力学习题课.ppt
质点运动学、动力学
习
题
课
1
主要内容回顾
dv dv a ( x ) v a ( x ) dt dx
a (x ) dx vdv
v 0 0
v
t
9
对一般曲线运动
1)在直角坐标下 在前述关系式中,将 替换即可,如
a 、v
用其分量 a
x
v 、
x
dv x a x (t ) dt
t 0
v t) d t x x( d a
r x i y j z k
d r dx dy dz v i j k v i v j v k x y z dt dt dt dt dv dv dv d v y z x a i j k a i a j a k x y z dt dt dt dt
质点在运动过程中
y
v0
dv (1) 是否变化? dt d v (2 ) 是否变化? dt
O0
x
(3)法向加速度是否变化? (4)轨道何处曲率半径最大?其数值是多少?
13
法向加速度 an v2 an
v2
g cos
y
v0
O0
x
在轨道起点和终点 最大,an值最小,v=v0值最大。
一、质点运动的矢量描述
位矢和位移 P
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[]
.
5
5.某物体的运动规律为 dv/dt = Av2 t,式中 A 为大于零的常数,当 t = 0 时,初速为 v0, 则 速度 v 与 t 时间的函数关系为
(A vA )t2 v0; (C1) At21;
v 2 v0
(Bv ) 1 2At2v0; (D)At2 1;
2 v0
[]
.
6
6.在相对地面静止的坐标系内, A、B 二船 都以 3ms1 的速率匀速行驶, A 船沿 x 轴正 向, B 船沿 y 轴正向,今在船 A 上设置与静 止坐标系方向相同的坐标系 ( x、y方向单 位矢量i、j用表示 ), 那么在 A 船上的坐标 系中, B 船的速度(以 m·s1 为单位)为
且 d2sdh2 4H 0 H2
H'1H
h
v2
2 是使小球弹得最远
H
H'
的高度
.
S 21
解:(1) 根 v 雨 据 对 v 雨 地 对 v 车 车 对地
v雨对竖 地 直向下 其水, 平分量为零。
.
17
v雨对车的水平分量的大小为 v车对地 10m/s (由 2) v 雨 图 对 v 车 地 : c 对 3 t 地 g 0 1.7 3m/s v雨对 v车 地对 /si地 3n 0 20m/s
(A 3i )3j, (C 3 i) 3j,
(B 3 i) 3j,
(D 3 i )3j,
[]
.
7
7.一运动质点在某瞬时位于矢径r (x,y) 的端 点处,其速度大小为
( A ) dr dt
(B ) dr dt
dr (C )
dt
(D)
dx2
dy2
dt dt
[]
.
8
• 质点运动学选择题答案:DBCDCBD
(A)匀速直线运动。 (B)变速直线运动。 (C) 抛物线运动。 (D)一般曲线运动。
[]
.
3
3.质点沿 x 轴作直线运动,其 v ~ t 曲线如图 所示,如 t = 0 时,质点位于坐标原点,则 t = 4.5s时,质点在 x 轴上的位置为:
(A) 0. (B) 5m. (C) 2m. (D)–2m. (E) –5m.
.
19
因为是完全弹性碰撞,小球弹射的速度大 小为
v2v1 2gh
v2的方向是沿水平方向,故小球与斜面碰 撞后作平抛运动,弹出的水平距离为
s v2t
式 t 中 2 (H h )g h
v2
H
s2 g2 h (H h )g H '
2h(Hh)
.
S 20
根据 极值条件
ds dh
H2h
hHh 0
得到 hH2, 即 H ' H h H 2
v
2
1
o
2.5
1 1 2 3 4 4.5 t
[]
.
4
4.某质点的运动方程为 x =2t7t3+3(SI),
则该质点作
(A)匀加速直线运动,加速度沿 x 轴正方向; (B)匀加速直线运动,加速度沿 x 轴负方向; (C)变加速直线运动.加速度沿 x 轴正方向; (D)变加速直线运动,加速度沿 x 轴负方向。
MB s 15cm
A 15cm
30cm M
o .
C
15
解:先求质点的位置
t 2s,
s 2 2 0 5 2 260(m在 )( 大) 圆
vd/sdt20 1t0 ,
v dv/dt10m/s a n an v2/R
16/30ms2/。 .
an at
16
12.当一列火车以 36km/h 的速率向东行驶 时,相对与地面匀速竖直下落雨滴 ,在列车 的窗子上形成的雨迹与竖直方向成 30° 角。(1) 雨滴相对于地面的水平分速有多 大?相对于列车的水平分速有多大? (2) 雨滴相对于地面的速率如何?相对于 列车的速率如何?
.
9
8.有一质点沿 x 轴作直线运动, t 时刻的坐 标为 x = 5t2 3t3 (SI); 试求:
(1)在第2秒内的平均速度;
(2)第2秒末的瞬时速度.
(3)第2秒末的加速度.
解 :(1 v )x/ t 6 m , /s
(v 2 d ) x /1d t 0 9 tt2 ,
v(2 )1/6 s,
解:首先确k 定 :
kw/t2 v/Rt24rads2/
w4t2,
vRw4Rt2
.
13
t 1s时,vt 4Rt2 4ms/2 at dv/dt8Rt8ms/2
anv2/R 1m 6/s2
a(a2 nat2)1/285ms2 /
.
14
11.质点 M 在水平面内运动轨迹如图所 示,oA段为直线, AB、BC 段分别为不同半径 的两个 1/4 圆周,设 t =0 时, M 在 o点,已知 运动方程为 s = 20t+5t2 (SI),求 t = 2s时刻,质 点 M 的切向加速度和法向加速度。
.
10
(3a )d/vd t10 1t8 , a(2 ) 2m 6s2 /
.
11
9.一质点沿 x 轴运动,其加速度 a 与位置坐 标的关系为 a=3+6x2 (SI),如果质点在原点处 的速度为零,试求其在任意位置处的速度。
解:设x处 质的 点速 在 v 度为
advdvdx v dv 36x2 dt dx dt dx
大学物理《力学·质点运动学》 复习题及答案
.
1
1.以下五种运动中, a 保持不变的运动是
(A) 单摆的运动。 (B) 匀速率圆周运动。 (C) 行星的椭圆轨道运动。 (D) 抛体运动。 (E) 圆锥摆运动。
[]
.
2
2.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量 的表达式为 r = at2 i + bt2 j ,(其中a、b为常 量.) 则该质点作
v雨对车 v雨对地 30
v车对地
.
18
13.如图,有一小球从高为H处自由下落, 在途中 h 处碰到一个 45 的光滑斜面与其 作完全弹性碰撞。试计算斜面高 H’ 为多 少时能使小球弹得最远?
解:根据机械能守 恒定律,小球与斜
h
v2
面碰撞时的速度
H
H'
为
v1 2gh
S
h 为小球碰撞前自由下落的距离。
0 vvdv 0 x(36x2)d,x
v(6 x4x3)1/2
.
12
10.质点 P 在水平面内沿一半径为 R=1m 的
圆轨道转动,转动的角速度 w 与时间 t 的函 数关系为 w =kt2(k为常量).已知 t =2s时质
点 P 的速度值为 16m/s,试求 t =1s 时,质点 P 的速度与加速度的大小。