第一章_质点运动学
大学物理第1章质点运动学
大学物理第1章质点运动学质点运动学是物理学中研究物体运动的学科，它是物理学的一个重要分支，是学习物理的基础之一。
一、质点运动学的概念质点运动学是研究质点运动的学科，它把物体看作质点，即把物体看成一个点，而不考虑其体积大小。
质点运动学的主要研究内容包括：位置、速度、加速度等运动量的描述，以及运动的曲线形状、动量、能量等方面的分析。
二、质点的运动质点的运动可以分为匀速运动和非匀速运动两种情况。
1.匀速运动匀速运动是指质点在单位时间内沿着同一直线等距离地移动的运动。
匀速运动的速度大小是恒定的，可以用速度公式v=d/t来计算。
2.非匀速运动非匀速运动是指质点在单位时间内沿任意曲线路径移动的运动。
非匀速运动中质点的速度大小是变化的，需要用微积分的方法进行分析和计算。
三、质点运动中的基本物理量在质点运动中，需要描述质点的运动状态和变化情况。
主要的量包括：1.位置位置是指质点在空间中所处的位置，通常使用坐标表示。
我们可以通过坐标系建立一个参照系，来描述质点的位置。
2.位移位移是指质点从一个位置到另一个位置的距离和方向，通常用符号Δr表示。
位移的大小可以用位移公式Δr=r2-r1来计算。
3.速度速度是指质点在单位时间内所改变的位置，通常用符号v 表示。
速度的大小可以用速度公式v=Δr/Δt来计算。
4.加速度加速度是指质点在单位时间内速度所改变的量，通常用符号a表示。
加速度的大小可以用加速度公式a=Δv/Δt来计算。
四、质点的曲线运动在质点运动中，一些运动路径可能是曲线运动。
曲线运动的路径通常可以用弧长s、曲率半径r、圆心角等来表征。
1.弧长弧长是指质点在曲线路径上所走过的曲线长度，通常用符号s表示。
弧长的大小可以用弧长公式s=rθ来计算。
2.曲率半径曲率半径是指曲线在任一点上的曲率半径，通常用符号r 表示。
曲率半径可以根据曲线的形状计算得出。
3.圆心角圆心角是指质点所在的路径所对应的圆所对应的圆心角度数，通常用符号θ表示。
第1章 质点运动学
100t
4
t3
0
3
x x0
t
t0 vx (t)dt 0
t
(100t
4
t3 )dt
50t 2
1
t4
0
3
3
第一章 质点运动学
1-５ 曲线运动
一、匀速圆周运动
1、匀速圆周运动的加速度
A v B
vA B vB
设质△|量＝圆点 t|时vvv周处|存'刻。的在在，质半圆。v质点径周根点从为上据在PR点的加Q，运P处速处圆动，度，心到速的速为Q度定度O点为义，为有vv可v在，速；' 得t其度时在瞬中增刻t+时|，v
解：由
a
ann a
v2 R
n
dv dt
v
ds dt
20
0.6t 2 (m
/
s)
当t=1s时
an
v2 r
(20 0.6)2 200
m / s2
1.88m / s2
a
dv dt
1.2t
1.2m / s2
a a2 an2 2.23m / s2
dt
v0 v
0
v
v e(1.0s1 )t 0
由速度的定义： v
dy dt
v e(1.0s1 )t 0
y
t
dy v0 e dt (1.0s1 )t
y 10 1 e( 1.0s1 )t
0
0
由以上结果, t 时, v 0,此时y 10m。
但实际情况是：t 9.2s时, v 0,此时y 10m。
加速度分量
加速度大小 加速度余弦方向
a | a| a2x a2y a2z
第1章_质点运动学
17
1-2 质点运动的描述
r
m
求：（1）物体在圆周上运动的距离与时间的关系； （2）要维持物体这样的运动，绳子的拉力应为多少。
21
1-2 质点运动的描述
解：（1）物体在圆周上运动距离为物体经过的圆弧的长度
t
由
dv at dt
得
v v0
cdt v
0
0
ct
ds 由 v dt
1 2 得 s s 0 v0 t ct 2
1-1 物理基准 1-2 质点运动的描述 1-3 相对运动 1-4 牛顿运动定律 1-5 动量 1-6 能量
6
1-1 物理基准
一、长度、时间和质量标准 物体运动相关的单位有三个——长度、时间和质量。 1、长度的国际单位是米（m）：一米等于光在真空 中传播1/299,792,458秒所走的距离。 2、时间的国际单位是秒（s）:一秒是从铯原子中放射 出9,192,631,770次光振动所需要的时间。
质点是研究真实物体运动的一个理想模型，物体在其 大小和形状可以被忽略的情况下，可以视为一个质点。
4
引言
地球绕太阳公转时地球可视一个质点。 一切平动的物体，都可以视为一个质点。
如果物体的大小与形状不能忽略，则把物体上 每一小部分视为一个质点，把整个物体视为有许多 质点所组成的系统，称为质点系。
5
目录
第1章-质点运动学
位移
rrrBArxBxBAii
rA
yA
yB
j j
y
yB A r
r y A A
rB
B
yB yA
(xB xA)i ( yB yA) j
xi yj
o
xA
xB x
xB xA
若质点r 在 (三x维B 空x间A中)i运动( yB
yA)
j
(zB
z A )k
位移的大小为 r x2 y2 z2
23
1-2 求解运动学问题举例
例3 有 一个球体在某液体中竖直下落, 其初速度
为 v0 10 j , 它的加速度为 a 1.0v j. 问:（1）经
过多少时间后可以认为小球已停止运动, （2）此球体
在停止运动前经历的路程有多长？
解：由加速度定义
v dv 1.0
t
dt
,
v v0
0
a dv 1.0v dt
v v2
位矢量
t
0,
t 0
0,
tv
rv
a
dv dt
v2 r
en
2ren
法向单 位矢量
vB
r
o
en
v
vB
vA et r
vA
31
1-3 圆周运动
三alitlami tm 变00速litdmdv圆vvvt0tt周nt运vtavt动dvdttrev2ttleeit切mntv向a0nn加aaevn速tntneen度t 和法向v加2v速tove度2vnrevtv1vn1
一 圆周运动的角速度和角加速度
角坐标 (t)
角速度 (t) d (t)
dt
速率
大学物理——第1章-质点运动学
21
★ 角速度 ω 大小: ω = lim 单位:rad/s ★ 角加速度 β
v
θ dθ = t →0 t dt
v
ω dω d2θ 大小: β = lim = = 2 t →0 t dt dt
单位:rad/s2
22
★ 线量与角量的关系
dS = R dθ
16
取CF的长度等于CD
v v v v vτ vn v v v = lim + lim 加速度: a = lim = aτ + an t →0 t →0 t →0 t t t
v v 当 t →0 时,B点无限接近A点,vA与 vB v v 的夹角 θ 趋近于零,vτ 的极限方向与 vA v 相同,是A点处圆周的切线方向;vn的极 v 限方向垂直于 vA ,沿圆轨道的半径,指向
y
v v v r = r′ + R
v v v dr dr ′ dR 求导: = + dt dt dt
o
y′ M v u v v r′ r v o′ R
x′
z′
x
z v称为质点M的绝对速度, v称为质点M的相对速度, υ υ′
v 称为牵连速度. u
27
v v υ =υ′ +u
v
in 例1-6 一人向东前进,其速率为 υ1 = 50m/ m ,觉得风从 正南方吹来;假若他把速率增大为υ2 = 75m/ m , in
t
9
初始条件:t = 0 , x = 5m 【不定积分方法】
速度表达式是: v = 4+ 2t
x = ∫ vdt = ∫ (4 + 2t)dt = 4t + t 2 + C
大学物理第一章质点运动学
∫ d x = ∫ (2t −t )dt
2 0 0
t
质点的运动方程
13 x = t − t （m） ） 3
2
(3) 质点在前三秒内经历的路程
s = ∫ vdt = ∫ 2t − t 2 dt
0 0
3
3
令 v =2t-t 2 =0 ，得 t =2
8 s = ∫ (2t − t )dt + ∫ (t − 2t)dt = m 0 2 3
初始条件为x 初始条件为 0=0, v0=0 质点在第一秒末的速度;(2)运动方程；(3)质点在前三秒内 运动方程； 质点在前三秒内 运动方程 求 (1) 质点在第一秒末的速度 运动的路程。 运动的路程。 解 (1) 求质点在任意时刻的速度 dv dv a= = 2 − 2t 由 dt dv = (2 − 2t) dt 分离变量 两边积分
y
P点在 系和 '系的空间坐标 、 点在K系和 系的空间坐标、 点在 系和K 时间坐标的对应关系为： 时间坐标的对应关系为：
y'
r v
P
}
r r
o z
r r′
o' x x'
r R
z'
伽利略坐标变换式
2. 速度变换 r r vK、vK′ 分别表示质点在两个坐标系中的速度 r r r d r ′ d(r − vt) r r r vK′ = = = vK − v dr′ r dt t r 即 vK′ = vK − v r r r vK = vK′ + v 伽利略速度变换
dv = g − Bv dt 分离变量并两边积分
t dv ∫0 g - Bv = ∫0 dt v
g v = (1− e−Bt ) B
第一章 质点运动学
物理学
已知：x(t ) 1.0t 2.0，y(t ) 0.25t 2 2.0， 解 (1) 由题意可得
dx dy vx 1.0， vy 0.5t dt dt t 3s 时速度为 v 1.0i 1.5 j
速度 v 与
x 轴之间的夹角
第一章 质点运动学
第一章 质点运动学
14
物理学
讨论 一运动质点在某瞬 y 时位于矢径 r ( x, y ) 的 y 端点处，其速度大小为
dr （ A） dt dr （ C） dt
注意
dr （B） dt
r (t )
x
o
x
dx 2 dy 2 （ D） ( ) ( ) dt dt
dr dr dt dt
1.5 0 arctan 56.3 1.0
17
物理学
x(t ) 1.0t 2.0， （2）运动方程 2 y(t ) 0.25t 2.0，
消去参数 t 可得轨迹方程为
y 0.25x x 3.0
2
轨迹图 t 4s
y/m
6 2
t 4s
t 2s 4
-6 -4 -2 0
dx B v A v x i i vi dt l dy vB v y j j o dt 2 2 2 x y l dx dy 两边求导得 2 x 2y 0 dt dt
第一章 质点运动学
解
y
A
v
x
20
物理学
dy x dx y 即 dt y dt B x dx vB j y dt dx o v dt vB vtan j
第一章_质点运动学
dv − 1 ) t dt , ( − 1 .0 s − 1 ) t = (−1.0s ∫0 v = v0e ∫v0 v
dy ( −1.0 s −1 ) t v= = v0 e dt
dv a= = ( − 1.0s −1 ) v dt
o
v0
∫0 d y = v 0 ∫0 e
y t
(-1.0s ) t
（2） 运动方程 ）
x ( t ) = (1m ⋅ s ) t + 2m
y (t ) = ( 1 m ⋅ s −2 )t 2 + 2 m 4
1 -1 2 y = ( m ) x − x + 3m 4
y/m
6
−1
由运动方程消去参数 t 可得轨迹方程为
轨迹图
t = − 4s
t = 4s
t = − 2s 4
位移的物理意义 A) 确切反映物体在空间位置的变化 与路径无关， 确切反映物体在空间位置的变化, 与路径无关， 只决定于质点的始末位置. 只决定于质点的始末位置 B）反映了运动的矢量性和叠加性 ）反映了运动的矢量性和叠加性. 了运动的矢量性和叠加性
第一章
质点运动学
∆ r = ∆ xi + ∆ yj + ∆ zk
z
2
r
r= r = x +y +z
第一章
质点运动学
位矢
r 的方向余弦
cos α = x r cos β = y r cos γ = z r
y
β
P
r
P
α , β , γ 分别是
r
o
和Ox轴， Ox轴
z
γ
α
x
Oy轴和Oz轴之间的夹角。 Oy轴和Oz轴之间的夹角。 轴和Oz轴之间的夹角
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第1章 质点运动学题目无答案一、选择题1. 一物体在位置1的矢径是ϖr 1, 速度是ϖv 1． 经t 秒后到达位置2，其矢径是ϖr 2, 速度 是ϖv 2．则在t 时间内的平均速度是 [ ] (A) )(2112v v ρρ- (B) )(2112v v ρρ+ (C) t r r ∆-12ρρ (D) t r r ∆+12ρρ2. 一物体在位置1的速度是ϖv 1, 加速度是ϖa 1．经t 秒后到达位置2，其速度是ϖv 2,加速度是ϖa 2．则在t 时间内的平均加速度是 [ ] (A) )(112v v ρρ-∆t (B) )(112v v ρρ+∆t (C) )(2112a a ρρ- (D) )(2112a a ρρ+3. 关于加速度的物理意义, 下列说法正确的是 [ ] (A) 加速度是描述物体运动快慢的物理量 (B) 加速度是描述物体位移变化率的物理量 (C) 加速度是描述物体速度变化的物理量 (D) 加速度是描述物体速度变化率的物理量4．运动方程表示质点的运动规律, 运动方程的特点是 [ ] (A) 绝对的, 与参考系的选择无关 (B) 只适用于惯性系(C) 坐标系选定后, 方程的形式是唯一的 (D) 参考系改变, 方程的形式不一定改变5. 竖直上抛的物体, 在t 1秒末时到达某一高度, t 2秒末再次通过该处，则该处的高度是[ ] (A)2121t gt (B) )(2121t t g + (C) 221)(21t t g + (D) )(2112t t g -6. 一质点作曲线运动, 任一时刻的矢径为ϖr , 速度为ϖv , 则在∆t 时间内[ ] (A) v v ∆=∆ρ (B) 平均速度为∆∆rt(C) r r ∆=∆ρ (D) 平均速度为tr∆∆ρT 1-1-1图Ox y 122r ρ1r ρT 1-1-2图O x y 122r ρ1r ρ7. 一质点作抛体运动, 忽略空气阻力, 在运动过程中, 该质点的t d d v 和td d vρ的变化情况为[ ] (A) t d d v 的大小和t d d v ρ的大小都不变 (B) t d d v 的大小改变, td d vρ的大小不变(C) t d d v 的大小和t d d v ρ的大小均改变 (D) t d d v 的大小不变, td d v ρ的大小改变8. 一质点在平面上作一般曲线运动, 其瞬时速度为v ρ, 瞬时速率为v , 平均速度为v ρ, 平均速率为v , 它们之间的关系必定为[ ] (A) v v =ρ v v =ϖ(B) v v ≠ρ v v =ρ(C) v v ≠ρ v v ≠ρ (D) v v =ρ v v ≠ρ9. 下面各种判断中, 错误的是[ ] (A) 质点作直线运动时, 加速度的方向和运动方向总是一致的(B) 质点作匀速率圆周运动时, 加速度的方向总是指向圆心 (C) 质点作斜抛运动时, 加速度的方向恒定(D) 质点作曲线运动时, 加速度的方向总是指向曲线凹的一边10. 下列表述中正确的是:[ ] (A) 质点作圆周运动时, 加速度一定与速度垂直 (B) 物体作直线运动时, 法向加速度必为零 (C) 轨道最弯处法向加速度最大(D) 某时刻的速率为零, 切向加速度必为零11. 一抛射物体的初速度为v 0, 抛射角为, 则该抛物线最高点处的曲率半径为[ ] (A) (B) 0(C) g 20v (D) θ220cos gv12. 有两个各自作匀变速运动的物体, 在相同的时间间隔内所发生的位移大小应有 [ ] (A) 加速度大的位移大 (B) 路程长的位移大 (C) 平均速率大的位移大 (D) 平均速度大的位移大13. 一沿直线运动的物体, 其速度与时间成反比, 则其加速度大小与速度大小的关系是[ ] (A) 与速度成正比 (B) 与速度平方成正比(C) 与速度成反比 (D) 与速度平方成反比14. 质点作曲线运动, r 表示位置矢量的大小, s 表示路程, a 表示加速度大小, 则下列各式中正确的是T1-1-11图vρθP[ ] (A)a t =d d v(B) v =tr d d (C) v =t s d d (D) a t=d d v ρ15. 一物体作匀变速直线运动, 则[ ] (A) 位移与路程总是相等(B) 平均速率与平均速度总是相等 (C) 平均速度与瞬时速度总是相等(D) 平均加速度与瞬时加速度总是相等16. 平抛物体在空中运动的总时间决定于 [ ] (A) 初速度的大小 (B) 抛体的质量(C) 抛出点与落地点的竖直距离 (D) 抛出点与落地点的水平距离17. 初速率相等的两个抛射体, 抛射仰角分别为α和, 且2π=+βα．则它们的 [ ] (A) 射高相等 (B) 水平射程相等 (C) 运行时间相等 (D) 都不相等18. 在地面上以初速v 0、抛射角 斜向上抛出一物体, 不计空气阻力. 问经过多长时间后速度的水平分量与竖直分量大小相等, 且竖直分速度方向向下?[ ] (A))cos (sin 0θθ+g v (B) )cos 2(sin 0θθ-g v (C) )sin (cos 0θθ-g v (D) g0v19. 从离地面高为h 处抛出一物体，在下列各种方式中，从抛出到落地时间内位移数值最大的一种是[ ] (A) 自由下落 (B) 以初速v 垂直下抛 (C) 以初速v 平抛 (D) 以初速v 竖直上抛20. 一物体从某一确定高度以0v ρ的速度水平抛出, 已知它落地时的速度为t v ρ, 则它运动的时间是 [ ] (A)g t 0v v - (B) gt 20v v - (C) g t 202v v - (D) gt 2202v v -21. 作匀变速圆周运动的物体[ ] (A) 法向加速度大小不变 (B) 切向加速度大小不变(C) 总加速度大小不变 (D) 以上说法都不对22. 作圆周运动的物体[ ] (A) 加速度的方向必指向圆心 (B) 切向加速度必定等于零 (C) 法向加速度必定等于零 (D) 总加速度必定不总等于零23. 质点作变速直线运动时, 速度及加速度的关系为 [ ] (A) 速度为0, 加速度一定也为0(B) 速度不为0, 加速度也一定不为0 (C) 加速度很大, 速度也一定很大(D) 加速度减小, 速度的变化率也一定减小24. 作匀速圆周运动的物体[ ] (A) 速度不变 (B) 加速度不变(C) 切向加速度等于零 (D) 法向加速度等于零25. 下列几种情况中, 哪种情况是不可能的? [ ] (A) 物体具有向东的速度和向东的加速度 (B) 物体具有向东的速度和向西的加速度 (C) 物体具有向东的速度和向南的加速度 (D) 物体具有变化的加速度和恒定的速度26. 一质点在平面上运动, 已知质点位置矢量的表示式为j t b i t a r ρρρ22+=(其中a 、b为常量) , 则该质点作[ ] (A) 匀速直线运动 (B) 变速直线运动 (C) 抛物曲线运动 (D) 一般曲线运动27. 以同一初速v 0、不同的发射角1θ和2θ 发射的炮弹均能击中与发射点在同一平面内的目标. 不计空气阻力, 则1θ与2θ之间的关系为[ ] (A) π21=+θθ (B) 2π21=-θθ (C) 2π21=+θθ (D) 4π21=-θθ28. 一质点在xOy 平面内运动, 其运动方程为Rt t R x ωω+=sin ,R t R y +=ωcos , 式中R 、ω均为常数. 当y 达到最大值时该质点的速度为[ ] (A) 0,0==y x v v (B) 0,2==y x R v v ω(C) ωR y x -==v v ,0 (D) ωωR R y x -==v v ,229. 某人以4m.s -1的速度从A 运动至B, 再以6m.s -1的速度沿原路从B 回到A, 则来回全程的平均速度大小为[ ] (A) 5m.s -1 (B) 4.8m.s -1 (C) 5.5m.s -1(D) 030. 物体不能出现下述哪种情况?[ ] (A) 运动中, 瞬时速率和平均速率恒相等 (B) 运动中, 加速度不变, 速度时刻变化(C) 曲线运动中, 加速度越来越大, 曲率半径总不变(D) 曲线运动中, 加速度不变, 速率也不变31. 一质点作直线运动, 某时刻的瞬时速度v = 2 m.s -1, 瞬时加速度a = -2 m.s -2, 则1秒钟后质点的速度大小[ ] (A) 等于零 (B) 等于-2 m.s -1(C) 等于2m.s -1(D) 不能确定32. 某物体的运动规律为t k t2d d v v-=, 式中k 为常数．当t = 0时，初速度为v 0．则速度v 与时间t 的函数关系是:[ ] (A) 0221v v +=t k (B) 0221v v +-=t k (C) 02121v v +=t k (D) 02121v v +-=t k33. 站在电梯内的人, 看到用细绳连结的质量不同的两物体跨过电梯内的一个无摩擦的定滑轮而处于“平衡”状态, 由此他断定电梯作加速运动, 其加速度的[ ] (A) 大小为g , 方向向上 (B) 大小为g , 方向向下 (C) 大小为g /2, 方向向上(D) 大小为g /2, 方向向下34. 若以时钟的时针为参考系，分针转一圈所需的时间约是：[ ] (A) 55分 (B) 65.45分 (C) 65.25分 (D) 55.3分35. 一电梯在以恒定速率v 竖直上升过程中, 某时刻有一螺帽自电梯的天花板上脱落, 最后落到电梯底板上．已知电梯的天花板至底板间的距离为d , 在此过程中螺帽相对地面的位移大小为[ ] (A) 大于d (B) 等于d(C) 小于d (D) 与d 的关系要视v 的大小决定36. 一条河设置A 、B 两个码头,相距1km ．甲、乙需要从A 到B, 再由B 返回.甲划船去,船相对于河水的速率为4km.h -1, 乙沿岸步行,其速率也为4km.h -1, 如果河水流速2km.h -1, 方向从A 到B, 则 [ ] (A) 甲比乙晚10分钟回到A (B) 甲和乙同时回到A (C) 甲比乙早10分钟回A(D) 甲比乙早2分钟回到A37. 某人骑自行车以速率v 向正西方行驶, 遇到由北向南刮的风(设风速大小也为v ), 则他感到风是从[ ] (A) 东北方向吹来 (B) 东南方向吹来(C) 西北方向吹来 (D) 西南方向吹来38. 在相对地面静止的坐标系内, A 、B 两船都以 2 m.s-1的速率匀速行驶. A 船沿x 轴正向, B 船沿y 轴正向．现在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系, 则从A 船上看BT1-1-36图T1-1-38图船, 它对A 船的速度(SI)为：[ ] (A) j i ρρ22+ (B) j i ρρ22+-(C) j i ρρ22-- (D) j i ρρ22-39. 一飞机相对空气的速度为200 km.h -1, 风速为56 km.h -1, 方向从西向东. 地面雷达测得飞机的速度大小是192 km.h -1, 方向是[ ] (A) 南偏西16.3 (B) 北偏东16.3 (C) 西偏东16.3 (D) 正南或正北 40. 用枪射击挂在空气中的目标A, 在发射子弹的同时, 遥控装置使A 自由下落, 假设不计空气阻力, 要击中A, 枪管应瞄准[ ] (A) A 本身 (B) A 的上方 (C) A 的下方 (D) 条件不足不能判定 41. 在离水面高为h 的岸边, 一电动机用绳子拉船靠岸．如果电动机收绳速率恒为u , 则船前进速率v[ ] (A) 必小于u (B) 必等于u(C) 必大于u (D) 先大于u 后小于u 42. 在匀速行驶火车上的一个学生,掷一个球给车内坐在他对面的朋友(他们之间的连线与火车前进方向垂直), 则小球运动轨迹对地面的投影是[ ] (A) 与火车运动方向成90角的直线(B) 指向前的一个弧线 (C) 指向后的一个弧线(D) 与火车运动方向不成90角的直线43. 在同一地点将甲乙两物体同时以相同的初速率沿同一竖直面抛出, 但抛出时的仰角不同, 不计空气阻力, 下面哪种判断是不正确的? [ ] (A) 有可能使甲、乙在空中相碰 (B) 不可能使甲、乙在空中相碰(C) 甲、乙在空中飞行的时间不会相同 (D) 甲、乙在空中飞行的水平距离不会相同二、选择题1. 一辆汽车以10m.s -1的速率沿水平路面直前进, 司机发现前方有一孩开始刹车, 以加速度－0.2m.s -2作匀减速运动, 则刹后一分钟内车的位移大小是 ．2. 一质点沿半径为R 的圆周运动一周回到原地, 质点在此运动过程中，其位移大小为 ，路程是 ．3. 甲、乙二卡车在一狭窄的公路上同向行驶,甲车以10m.s -1速度匀速行驶, 乙车在后. 当乙车发现甲车时, 车速T 1-2-3图T1-1-41图 v h uT1-1-40图v ρA x yO度为15m.s -1, 相距1000m ．为避免相撞, 乙车立即作匀减速行驶, 其加速度大小至少应为 ．4. 物体通过两个连续相等的位移的平均速度大小分别为1v =10m.s -1和2v =15m.s -1．若物体作直线运动, 则整个运动中物体的平均速度大小为 ．5. 一质点沿x 轴作直线运动，其v ~ t 曲线如图所示．若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 ．6以初速率0v 、仰角θ(设ο45>θ)将一物体抛出后, 到)cos (sin 0θθ-=gt v 时刻, 该物体的切向加速度为 ．7. 一质点沿x 轴作直线运动, 在t = 0时, 质点位于x 0 =2m 处. 该质点的速度随时间变化的规律为2312t -=v ( t 以秒计)． 当质点瞬时静止时，其所在位置为 ，加速度分别为 ．8. 一作直线运动的物体的运动规律是t t x 403--=，从时刻t 1到t 2间的平均速度是 ．9. 质点作直线运动, 加速度为t A ωωsin 2．已知t = 0 时, 质点的初状态为00=x ,A ω-=0v , 则该质点的运动方程为 ．10. 已知一个在xoy 平面内运动的物体的速度为j t i ρρρ82-=v ．已知t = 0时它通过(3, -7)位置．则该物体任意时刻的位置矢量为 ．11. 一人以速率v 骑由东朝西行驶, 风以相同的速率从北偏东30方向吹来．则人感到风吹来的方向是 ．12. 距河岸(看成直线)300 m 处有一艘静止的船，船上的探照灯以转速为min /r 1=n 转动，当光束与岸边成30°角时，光束沿岸边移动的速率=v ．13. 有一水平飞行的飞机，速度为0v ρ，在飞机上以水平速度v ρ向前发射一颗炮弹，略去空气阻力, 并设发炮过程不影响飞机的速度，则(1) 以地球为参照系，炮弹的轨迹方程为 ．(2) 以飞机为参照系，炮弹的轨迹方程为 ．14. 半径为30cm 的飞轮，从静止开始以-2s rad 500⋅.的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°时的切向加速度的大小τa ＝ ，法向加速度的大T1-2-5图)s (m 1-⋅v 1221345.25.4()t O 1-小n a ＝ ．15. 一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道A 点处速度v ρ的大小为v ，其方向与水平方向夹角成30°．则物体在A 点的切向加速度的大小τa ＝ ，轨道的曲率半径=ρ ．三、计算题1. 如T-1-3-1图所示，跨过滑轮C 的绳子，一端挂有重物B ，另一端A 被人拉着沿水平方向匀速运动，其速率1s m 1-⋅=v ．A 离地高度保持为h ，h =1.5m ．运动开始时，重物放在地面B 0处，此时绳C 在铅直位置绷紧，滑轮离地高度H =10m ，滑轮半径忽略不计，求：(1) 重物B 上升的运动学方程； (2) 重物B 在时刻的速率和加速度； (3) 重物B 到达C 处所需的时间．2. 一炮弹发射后在其运行轨道的最高点h =19.6m 处炸裂成质量相等的两块，其中一块在爆炸后以(SI) 7.141000j i ρρρ+=v 的速度运动；另一块在爆炸后落到爆炸点正下方的地面上，设此处与发射点的距离S 1=1000m ．问另一块落地点与发射点的距离S 2是多少（设空气阻力不计）?3. 一个人扔石头时的最大出手速率为-10s m 25⋅=v ，他能击中一个与他的手水平距离L =50m 、高h =13m 处的一个目标吗? 在这个距离内他能击中的目标的最大高度是多少?4. 质点由静止开始作直线运动，初始加速度为a 0，以后加速度均匀增加，每经过τ 秒增加a 0 ，求经过 t 秒后质点的速度和位移．5. 一物体悬挂在弹簧上作竖直振动，其加速度为a ＝－k y ，式中k 为常数，y 是以T1-3-1图T1-3-2图Oxyv ρ1S 2S hA vρο30平衡位置为原点所测得的坐标．假定振动的物体在坐标0y 处的速度为0v ，试求速度v 与坐标y 的函数关系式．6. (1) 对于作匀速圆周运动的质点，试求直角坐标和单位矢量i ρ和j ρ表示其位置矢量r ρ, 并由此导出速度v ρ和加速度a ρ的矢量表达式．(2) 试证明加速度a ρ的方向指向轨道圆周的中心．7. 如T1-3-7图所示，质点P 在水平面内沿一半径为R = 2m 的圆轨道转动．转动的角速度ω与时间t 的函数关系为2kt =ω(k 为常量)．已知t ＝2s 时，质点P 的速度值为32m s -1．试求t ＝1s 时，质点P 的速度与加速度的大小．8. 一张致密光盘(CD)音轨区域的内半径R 1= 2.2cm ，外半径为R 2 = 5.6cm ，径向音轨密度N = 650条/mm ．在CD 唱机内，光盘每转一圈，激光头沿径向向外移动一条音轨，激光束相对光盘是以v =1.3m/s 的恒定线速度运动的．(1)这张光盘的全部放音时间是多少? (2) 激光束到达离盘心r =5.0cm 处时，光盘转动的角速度和角加速度各是多少?9. 一飞机驾驶员想往正北方向航行，而风以60 km h -1的速度向西刮来，如果飞机的航速(在静止空气中的速率)为180 km h -1，试问驾驶员应取什么航向? 飞机相对于地面的速率为多少? 试用矢量图说明．10. 静止时，乘客发现雨滴下落方向偏向车头，偏角为30°; 当火车以-1s m 35⋅=v 的速率沿水平直路行驶时，车上乘客发现雨滴下落方向偏向车尾，偏角为45．假设雨滴相对于地的速度保持不变，试计算雨滴相对地的速度大小．P ORT1-3-7图。