质点动力学1作业

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质点运动学动力学作业解

质点运动学动力学作业解
h
t = 2h = 2s 10
4.如图所示,质量 m 为 0.1kg 的木块,在一个水平面上 和一个倔强系数k 为 20Nm-1 的轻弹簧碰撞,木块将弹簧
由原长压缩了0.4m。假设木块与水平面间的滑动摩擦系数
µk 为0.25,问在将要发生碰撞时木块的速率 υ 为多少?
动能定理

frx −
1 2
kx2
3.一质点从静止(t=0)出发,沿半径 R = 3m 的圆周运动,
切向加速度大小保持不变,为 at = 3ms-2。在t时刻,其
总加速度恰与半径成45°角,此时 t =_______ ,此时,
质点的速度大小为_______,质点的加速度大小为 ______。
解:切向加速度不变
at
=
dυ dt
= 不变
∆E = 0
MgLsin
α
=
1 2
Mυ02
(1)
过垂程 直二x:方发向炮,。则由沿于x爆方炸向产动生量的守作恒用。力很大,重力px
m
α
υ
Mυ0 = mυ cos α (2)
由式(1)、(2)解出 υ = M
2gL sin α
m cos α
四、证明题
一艘正在沿直线行驶的电艇,在发动机关闭后,其加速度 方向与速度方向相反,大小与速度平方成正比,即 dυ = −kυ2
2
3
3
解: υ = (4 + t 2 ) = dx
[C]
dt
dx = (4 + t 2 )dt
x = 4t + 1 t3 + C 3
当t =3s时,质点位于 x = 9m 处 C = 9 − 4× 3 − 1 × 33 = −12 3

大学物理2-1第二章(质点动力学)习题(含答案)答案

大学物理2-1第二章(质点动力学)习题(含答案)答案

习题二2-1 质量为m的子弹以速率v水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度反向,大小与速度成正比,比例系数为k,忽略子弹的重力,求:(1)子弹射入沙土后,速度大小随时间的变化关系;(2)子弹射入沙土的最大深度。

[解] 设任意时刻子弹的速度为v,子弹进入沙土的最大深度为s,由题意知,子弹所受的阻力f= - kv(1) 由牛顿第二定律tvmmafdd==即vmkvd==-xvmvtxxvmtvmmafdddddddd====即xvmvkvdd=-所以vxmkdd=-对上式两边积分⎰⎰=-000ddvsvxmk得到vsmk-=-即kmvs0=2-2 质量为m的小球,在水中受到的浮力为F,当它从静止开始沉降时,受到水的粘滞阻力为f=kv(k为常数)。

若从沉降开始计时,试证明小球在水中竖直沉降的速率v与时间的关系为⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-mktekFmgv1[证明] 任意时刻t小球的受力如图所示,取向下为y轴的正方向,开始沉降处为坐标原点。

由牛顿第二定律得tvmmafFmgdd==--即tvmmakvFmgdd==--整理得mtkvFmgv dd=--m,从伞塔上跳出后立即张伞,受空气的阻力与速率的平方成正比,即2kvF=。

求跳伞员的运动速率v随时间t变化的规律和极限速率Tv。

[解] 设运动员在任一时刻的速率为v,极限速率为Tv,当运动员受的空气阻力等于运动员及装备的重力时,速率达到极限。

此时2Tkvmg=即kmgv=T有牛顿第二定律tvmkvmgdd2=-整理得mtkvmgv dd2=-对上式两边积分mgkmtkvmgv tv21dd02⎰⎰=-得mtv kmgv kmg=+-ln整理得T22221111veekmgeevkgmtkgmtkgmtkgmt+-=+-=2-4 61085.1⨯=h m的高空f的大小;(2)()2ehRmMG+=地2eRMGg地=由上面两式得()()()N1082.71085.11063781063788.913273263232e2e⨯=⨯+⨯⨯⨯⨯=+=hRRmgf(2) 由牛顿第二定律hRvmf+=e2()()m1096.613271085.11063781082.73633e⨯=⨯+⨯⨯⨯=+=mhRfv(3) 卫星的运转周期()()2h3min50ss1043.71096.61085.1106378223363e=⨯=⨯⨯+⨯=+=ππvhRT2-5 试求赤道上方的地球同步卫星距地面的高度。

力学习题第二章质点动力学(含答案)

力学习题第二章质点动力学(含答案)

⼒学习题第⼆章质点动⼒学(含答案)第⼆章质点动⼒学单元测验题⼀、选择题1.如图,物体A和B的质量分别为2kg和1kg,⽤跨过定滑轮的细线相连,静⽌叠放在倾⾓为θ=30°的斜⾯上,各接触⾯的静摩擦系数均为µ=0.2,现有⼀沿斜⾯向下的⼒F作⽤在物体A上,则F⾄少为多⼤才能使两物体运动.A.3.4N;B.5.9N;C.13.4N;D.14.7N答案:A解:设沿斜⾯⽅向向下为正⽅向。

A、B静⽌时,受⼒平衡。

A在平⾏于斜⾯⽅向:F m g sin T f f 0A12B在平⾏于斜⾯⽅向:1sin0f mg TB静摩擦⼒的极值条件:f1m gcos,Bf m m g2(B A)cos联⽴可得使两物体运动的最⼩⼒F min满⾜:F min (m B m A)g sin (3m B m A )g cos=3.6N2.⼀质量为m的汽艇在湖⽔中以速率v0直线运动,当关闭发动机后,受⽔的阻⼒为f=-kv,则速度随时间的变化关系为A.vkt=v e m;B.-tktv em0;C.v=v+kmt;D.v=v-kmt答案:B解:以关闭发动机时刻汽艇所在的位置为原点和计时零点,以v0⽅向为正⽅向建⽴坐标系.⽜顿第⼆定律:dvma mkvdt整理:d vvkm积分得:v=-v ektm3.质量分别为m和m(12m m)的两个⼈,分别拉住跨在定滑轮(忽略质量)21上的轻绳两边往上爬。

开始时两⼈⾄定滑轮的距离都是h.质量为m的⼈经过t1秒爬到滑轮处时,质量为m的⼈与滑轮的距离为2m m1m-m11; C.1(h gt2)2h gt12A.0;B.h+; D.(+)m m2m2222答案:D解:如图建⽴坐标系,选竖直向下为正⽅向。

设⼈与绳之间的静摩擦⼒为f,当质量为m的⼈经过t秒爬到滑轮处时,质量为m的⼈与滑轮的距离为h',对⼆者12分别列动⼒学⽅程。

对m:1f mg m am11m11dvm1对m:2f mg m am22m22dvm2dt将上两式对t求积分,可得:fdt m gt m vm11m11dym1 dtfdt m gt m vm22m22dym2 dt再将上两式对t求积分,可得:1fdt m gt 0m h221121fdt m gt m hm h222222m m1由上两式联⽴求得:h'21(h gt2).m224.⼀质量为m的物体以v0的初速度作竖直上抛运动,若受到的阻⼒与其速度平⽅成正⽐,⼤⼩可表⽰为f=kmgv2,其中k为常数。

大学物理_第2章_质点动力学_习题答案

大学物理_第2章_质点动力学_习题答案

第二章 质点动力学2-1一物体从一倾角为30的斜面底部以初速v 0=10m·s 1向斜面上方冲去,到最高点后又沿斜面滑下,当滑到底部时速率v =7m·s 1,求该物体与斜面间的摩擦系数。

解:物体与斜面间的摩擦力f =uN =umgcos30物体向斜面上方冲去又回到斜面底部的过程由动能定理得220112(1)22mv mv f s -=-⋅物体向斜面上方冲到最高点的过程由动能定理得2010sin 302mv f s mgh f s mgs -=-⋅-=-⋅-20(2)(31)s g u ∴=-把式(2)代入式(1)得,()222200.1983u v v=+2-2如本题图,一质量为m 的小球最初位于光滑圆形凹槽的A 点,然后沿圆弧ADCB 下滑,试求小球在C 点时的角速度和对圆弧表面的作用力,圆弧半径为r 。

解:小球在运动的过程中受到重力G 和轨道对它的支持力T .取如图所示的自然坐标系,由牛顿定律得22sin (1)cos (2)t n dv F mg mdt v F T mg mR αα=-==-=由,,1ds rd rd v dt dt dt vαα===得代入式(), A 并根据小球从点运动到点C 始末条件进行积分有,902n (sin )2cos 2cos /m cos 3cos '3cos ,e v vdv rg d v gr vg rrv mg mg rmg ααααωαααα=-===+==-=-⎰⎰得则小球在点C 的角速度为=由式(2)得 T 由此可得小球对园轨道得作用力为T T 方向与反向2-3如本题图,一倾角为 的斜面置于光滑桌面上,斜面上放一质量为m 的木块,两者间摩擦系数为,为使木块相对斜面静止,求斜面的加速度a 应满足的条件。

解:如图所示()1212min max sin ,cos cos sin (1)sin cos 2(1)(2)(sin cos )(cos sin )(sin cos )()(cos sin )1(2)(1)(sin cos )(cos sin )(sin cos a a a a N mg ma ma mg uN m a ma u g u a u g u g tg u a u utg u g u a u g u a θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθ==∴-==±==⨯+-=+--∴==++-⨯+=-+∴=得,得,)()(cos sin )1()()11g tg u u utg g tg u g tg u a utg utg θθθθθθθθθ+=---+∴≤≤+-2-4如本题图,A 、B 两物体质量均为m ,用质量不计的滑轮和细绳连接,并不计摩擦,则A 和B 的加速度大小各为多少 。

大学物理力学一、二章作业答案-一质点的运动方程为x=cos2

大学物理力学一、二章作业答案-一质点的运动方程为x=cos2

第一章质点运动学一、选择题1、一质点在xoy 平面内运动,其运动方程为x2,式中 a、、at , y b ct b c 均为常数。

当运动质点的运动方向与x 轴成 450角时,它的速率为 [ B ] 。

A. a;B.2a;C. 2c;D.a24c 2。

2、设木块沿光滑斜面从下端开始往上滑动,然后下滑,则表示木块速度与时间关系的曲线是图 1-1 中的 [ D ]。

v v v vt t t tA B C D图1-13、一质点的运动方程是r R cos ti Rsin tj ,R、为正常数。

从t=/到 t=2/ 时间内该质点的路程是[ B]。

A .2R;B.R;C. 0;D.R。

4、质量为 0.25kg 的质点,受F t i(N) 的力作用, t=0 时该质点以v =2 j m/s 的速度通过坐标原点,该质点任意时刻的位置矢量是[B]。

A . 2 t2i +2j m;B. 2 t3i2tj m;3C.3t4 i2t 3 j ;D.条件不足,无法确定。

43二、填空题1、一质点沿 x 轴运动,其运动方程为x52t t 2(x以米为单位,t以秒为单位)。

质点的初速度为2m/s,第 4 秒末的速度为-6m/s,第 4 秒末的加速度为2。

-2m/s2、一质点以(m/s)的匀速率作半径为5m的圆周运动。

该质点在5s 内的平均速度的大小为2m/s,平均加速度的大小为2m / s2。

53、一质点沿半径为 0.1m的圆周运动,其运动方程为2t 2(式中的θ以弧度计,t以秒计),质点在第一秒末的速度为0.2m/s,切向加速度为0.2m/s2。

4、一质点沿半径1m的圆周运动,运动方程为θ=2+3t 3,其中θ以弧度计,t 以秒计。

T=2s时质点的切向加速度为36m/s 2;当加速度的方向和半径成45o 角时角位移是3rad 。

85、飞轮半径 0.4m ,从静止开始启动,角加速度β=0.2rad/s 2。

t=2s 时边缘各点的速度为0.16m/s ,加速度为 0.102m/s 2。

大学物理章质点动力学习题答案

大学物理章质点动力学习题答案

第二章 质点动 力学2-1一物体从一倾角为30︒的斜面底部以初速v 0=10m·s -1向斜面上方冲去,到最高点后又沿斜面滑下,当滑到底部时速率v =7m·s -1,求该物体与斜面间的摩擦系数;解:物体与斜面间的摩擦力f =uN =umgcos30︒物体向斜面上方冲去又回到斜面底部的过程由动能定理得220112(1)22mv mv f s -=-⋅物体向斜面上方冲到最高点的过程由动能定理得2010sin 302mv f s mgh f s mgs -=-⋅-=-⋅-2(2)s ∴=把式2代入式1得,220.198u =2-2如本题图,一质量为m 的小球最初位于光滑圆形凹槽的A 点,然后沿圆弧ADCB 下滑,试求小球在C 点时的角速度和对圆弧表面的作用力,圆弧半径为r ;解:小球在运动的过程中受到重力G 和轨道对它的支持力T .取如图所示的自然坐标系,由牛顿定律得22sin (1)cos (2)t n dv F mg mdt v F T mg mR αα=-==-=由,,1ds rd rd v dt dt dt vαα===得代入式(), A 并根据小球从点运动到点C 始末条件进行积分有,902n (sin )m cos 3cos '3cos ,e v vdv rg d v vrv mg mg rmg αααωααα=-===+==-=-⎰⎰得则小球在点C 的角速度为=由式(2)得 T 由此可得小球对园轨道得作用力为T T 方向与反向2-3如本题图,一倾角为θ的斜面置于光滑桌面上,斜面上放一质量为m 的木块,两者间摩习题2-2图擦系数为μ,为使木块相对斜面静止,求斜面的加速度a 应满足的条件;解:如图所示()1212min max sin ,cos cos sin (1)sin cos 2(1)(2)(sin cos )(cos sin )(sin cos )()(cos sin )1(2)(1)(sin cos )(cos sin )(sin cos a a a a N mg ma ma mg uN m a ma u g u a u g u g tg u a u utg u g u a u g u a θθθθθθθθθθθθθθθθθθθθθ==∴-==±==⨯+-=+--∴==++-⨯+=-+∴=得,得,)()(cos sin )1()()11g tg u u utg g tg u g tg u a utg utg θθθθθθθθθ+=---+∴≤≤+- 2-4如本题图,A 、B 两物体质量均为m,用质量不计的滑轮和细绳连接,并不计摩擦,则A和B 的加速度大小各为多少 ; 解:如图由受力分析得(1)(2)2(3)2(4)ggA AB B A B A BA B mg T ma T mg ma a a T T a a -=-===1解得=-52=-52-5如本题图所示,已知两物体A 、B 的质量均为m=,物体A 以加速度a =s 2 运动,求物体B 与桌面间的摩擦力;滑轮与连接绳的质量不计解:分别对物体和滑轮受力分析如图,由牛顿定律和动力学方程得,()()()1f 111f (1)''(2)2'(3)'2(4)5'6'7(4)7.22A T A TB T T A B T T T T m g F m a F F m a a a F F m m m F F F F mg m m aF N-=-======-+===解得2-6质量为M 的三角形木块,放在光滑的水平桌面上,另一质量为m 的木块放在斜面上如本题图所示;如果所有接触面的摩擦均可忽略不计,求M 的加速度和m 相对M 的加速度;AB 习题2-4图习题2-5图aθ习题2-3图ma AmgT A T B a Bmg解:如图m 相对M 的相对加速度为m a ',则 cos ,sin ,mxm my m a a a a θθ''''== 在水平方向,cos mxmx Mx mx mxMx m M a a a a a a a a θ'=-''∴=+=-+在竖直方向sin mymy myma a a a θ'='∴=由牛顿定律可得,sin cos cos sin sin mx mM my m MN ma ma ma mg N ma ma N Ma θθθθθ'-==-+'-===解得θ+θθ=2sin cos sin m M mg a M , 2()sin sin m M m g a M m θθ++= 2-7在一只半径为R 的半球形碗内,有一粒质量为m 的小钢球;当钢球以角速度ω在水平面内沿碗内壁作匀速圆周运动时,它距碗底有多高解:取钢球为隔离体,受力分析如图所示,在图示坐标中列动力学方程得,2sin sin cos cos ()/n F ma mR F mg R h Rθωθθθ====-解得钢球距碗底的高度2ω-=g R h2-8光滑的水平面上放置一半径为R 的固定圆环,物体紧贴环的内侧作圆周运动,其摩擦系数为μ;物体的初速率为v 0,求:1t 时刻物体的速率;2当物体速率从v 0减少到v 0/2时,物体所经历的时间及经过的路程;解:1设物体质量为m,取图示的自然坐标系,由牛顿定律得,02222tv 2v (1)(2)(3)4dv 4dt u v N n f t f Nv F ma m R dv F m a m dtF uF v dvu R dt ===-=-=-⎰⎰0由上三式可得=()R 对()式积分得=-习题2-6图00Rv v R v tμ∴=+(2) 当物体速率从v 0减少到v 0/2时,由上式00Rv vR v tμ∴=+可得物体所经历的时间0t R v μ'=经过的路程t t 000vdt dt ln 2Rv Rs R v t μμ''=+⎰⎰==2-9从实验知道,当物体速度不太大时,可以认为空气的阻力正比于物体的瞬时速度,设其比例常数为k;将质量为m 的物体以竖直向上的初速度v 0抛出; 1试证明物体的速度为t m ktm ke v e kmg v --+-=0)1(2证明物体将达到的最大高度为)1ln(020mgkv k g m k mv H +-=3证明到达最大高度的时间为)1ln(0mgkv k mt H +=证明:由牛顿定律可得0000220200ln (1)(2),()ln(13tvv mmt t k kx mg mg kv mdv dt mg kvmg kv m mg t v e v e k mg kv kmvdvdx mg kvmg kv u du kdvk mgdu k mgdudx mdu dx mdu m u m u mv kv m g x k k mg m t k --+-=++∴==-++=-++==∴=-+=-+∴=-+=⎰⎰⎰⎰dv(1)-mg-kv=m ,dt,dv -mg-kv=mv ,dx 令,)()0ln0t ln mg kv mg kvmg kv m v k mg k +++∴=+当时,=即为到达最高点的时间2-10质量为m 的跳水运动员,从距水面距离为h 的高台上由静止跳下落入水中;把跳水运动员视为质点,并略去空气阻力;运动员入水后垂直下沉,水对其阻力为-b v 2,其中b 为一常yf =-kvmgv量;若以水面上一点为坐标原点O,竖直向下为Oy 轴,求:1运动员在水中的速率v 与y 的函数关系;2跳水运动员在水中下沉多少距离才能使其速率v 减少到落水速率v 0的1/10假定跳水运动员在水中的浮力与所受的重力大小恰好相等解:运动员入水可视为自由落体运动,所以入水时的速度为0v =入水后如图由牛顿定律的0220//0100mg-f-F=ma mg=F f=bv dv a=dt v dy (2)0.4,0.1m vy ln 5.76m b y v v by m by m dv v dy dvb mv dyb dv m vv v e m v v v ---=∴-=-=====⎰⎰b将已知条件代入上式得,m=-=2-11一物体自地球表面以速率v 0竖直上抛;假定空气对物体阻力的值为f =-km v 2,其中k 为常量,m 为物体质量;试求:1该物体能上升的高度;2物体返回地面时速度的值;解:分别对物体上抛和下落时作受力分析如图,h120m 1ln()2v 01ln()2(2)m v=v 1gyvv vvdv dy g k g k y k g k g k k g vdvdy g k k =-++∴=-+∴+=-∴+⎰⎰⎰⎰222220max 222-/0dv mvdv (1)-mg-k v =m=,dt dy v v v 物体达到最高点时,=,故v h=y =dv mvdv下落过程中,-mg+k v =m=dt dy-v v ()2-12长为60cm 的绳子悬挂在天花板上,下方系一质量为1kg 的小球,已知绳子能承受的最大张力为20N ;试求要多大的水平冲量作用在原来静止的小球上才能将绳子打断解:由动量定理得000I mv I v m∆=-∆∴=,如图受力分析并由牛顿定律得,2020220/202.47mv T mg l mv T mg lmg I l I Ns-==+≥∴+∆≥∆≥2-13一作斜抛运动的物体,在最高点炸裂为质量相等的两块,最高点距离地面为;爆炸后,第一块落到爆炸点正下方的地面上,此处距抛出点的水平距离为100m;问第二块落在距抛出点多远的地面上 设空气的阻力不计解:取如图示坐标系,根据抛体运动规律,爆炸前,物体在最高点得速度得水平分量为()1010x 2x 12y 2x 0x (1),v 2mv mv 30mv mv 414v v 100x x v x t==+=2111121物体爆炸后,第一块碎片竖直下落的运动方程为1y =h-v t-gt 2当碎片落地时,y =0,t=t 则由上式得爆炸后第一块碎片抛出得速度为1h-gt 2=()t 又根据动量守恒定律,在最高点处有1=()211=-22联立以上()-()式得爆炸后第二块碎片抛出时的速度分量分别为=2=2x 11212x 2222y 222214.7v t 5y =h+v t -60,x 500my ms v v ms gt y --====21211h-gt 2t 爆炸后第二块碎片作斜抛运动,其运动方程为x =x +()1()2落地时由式(5)和(6)可解得第二块碎片落地点得水平位置=2-14质量为M 的人手里拿着一个质量为m 的物体,此人用与水平面成θ角的速率v 0向前跳去;当他达到最高点时,他将物体以相对于人为u 的水平速率向后抛出;问:由于人抛出物体,他跳跃的距离增加了多少假设人可视为质点解:取如图所示坐标,把人和物视为一系统,当人跳跃到最高点处,在向左抛物得过程中,满足动量守恒,故有()00000m cos ()v u mu v cos m mu v v- cos m sin t g m sin x vt um gv Mv m v u v v v v v θθθθθ=+-∆∆∆+M 式中为人抛物后相对地面的水平速率,-为抛出物对地面得水平速率,得=++M人的水平速率得增量为==+M而人从最高点到地面得运动时间为=所以人跳跃后增加的距离为==(+M )2-15铁路上有一静止的平板车,其质量为M,设平板车可无摩擦地在水平轨道上运动;现有N 个人从平板车的后端跳下,每个人的质量均为m,相对平板车的速度均为u;问:在下列两种情况下,1N 个人同时跳离;2一个人、一个人地跳离,平板车的末速是多少所得的结果为何不同,其物理原因是什么解:取平板车及N 个人组成的系统,以地面为参考系,平板车的运动方向为正方向,系统在该方向上满足动量守恒;考虑N 个人同时跳车的情况,设跳车后平板车的速度为v,则由动量守恒定律得 0=Mv+Nmv -uv =Nmu/Nm+M 1又考虑N 个人一个接一个的跳车的情况;设当平板车上商有n 个人时的速度为v n ,跳下一个人后的车速为v n -1,在该次跳车的过程中,根据动量守恒有M+nmv n =M v n -1+n-1m v n -1+mv n -1-u 2 由式2得递推公式v n -1=v n +mu/M+nm 3当车上有N 个人得时即N =n,v N =0;当车上N 个人完全跳完时,车速为v 0, 根据式3有,v N-1=0+mu/Nm+Mv N-2= v N-1+mu/N-1m+M ………….v 0= v 1+mu/M+nm将上述各等式的两侧分别相加,整理后得,0n 0mu v nm,1,2,3....v vM nm M Nm n N N +≤+=∑N=1=M+由于故有,即个人一个接一个地跳车时,平板车的末速度大于N 个人同时跳下车的末速度。

质点动力学例题

质点动力学例题

解 F T sinθ 0
T cosθ mg 0
F mg tanθ
A
F
dr
F
cosθ
ds
mg tanθ cosθ ds θ0 mg tanθ cosθ dθ
0
Lθ T
F
G
y
1 mgLcosθ 0
x
例18 已知 m = 2kg , 在 F = 12t 作用下由静止做直线运动.
o
(a)
x
(b)
例题 2-6图
解:直接用动量定理的矢量形式求解。垒球被击中前后的动量
和 p1 mv的1 矢量p2关系m。v2
Ft、mv2、mv1 组成矢量三角形。由题意可知
mv1 mv2 mv
a 1 30
2
F t 2mv cos
F 2mv cos
t
2 0.14 40 cos 30
f
M
v f ( M 1)
Mt
例6 质量分别为 m1 和 m2 的两物体用轻细绳相连接后,悬挂在 一个固定在电梯内的定滑轮的两边。滑轮和绳的质量以及
所有摩擦均不计。当电梯以 a0=g/2 的加速度下降时。
求 m1 和 m2 的加速度和绳中的张力。 解 取电梯为参考系
对m1 有 m1g T m1a0 m1a'
求 时刻 t ,A 的瞬时加速度
解 选A车M和t时间内抽至A
A
v
B
u
车的水m为研究系统,
A
水平方向上动量守恒
Mv mu (M m)v
v Mv mu M m
v v v mu v
M m
v m u v
M
a lim v dm u v 6 u v

大学物理习题答案02质点动力学

大学物理习题答案02质点动力学

大学物理练习题二一、选择题1. 质量为m的小球在向心力作用下,在水平面内作半径为R、速率为v的匀速圆周运动,如下左图所示。

小球自A点逆时针运动到B点的半周内,动量的增量应为:(A )mv 2j (B )jmv2 (C )i mv 2 (D )i mv 2 [ B ]解: j mv j mv v m v m p A B)(j mv 2 ; 另解:取y 轴为运动正向,mv mv mv p 2)( , pj mv 22. 如图所示,圆锥摆的摆球质量为m,速率为v,圆半径为R,当摆球在轨道上运动半周时,摆球所受重力冲量的大小为(A ).2mv (B )22/2v R mg mv(C )v Rmg / (D )0。

[ C ]解: v /R 2T ,2/T t ,t mgd I T 20v /R mg(注)不能用0v m v m p I,因为它是合力的冲量。

3. 一质点在力)25(5t m F (SI )(式中m 为质点的质量,t 为时间)的作用下,0 t 时从静止开始作直线运动,则当s t 5 时,质点的速率为(A )s m /50 (B )s m /25 (C )0 (D )s m /50 [ C ]mvR解:F 为合力,00 v ,0525)25(5525t tt mt mt dt t m Fdt由mv mv mv Fdt tt 00可得0 v解2:由知)25(5t m F 知)25(5t a ,550)25(5dt t adt v v0)5(5520 t t v v , (00 v )4. 质量分别为m和4m的两个质点分别以动能E和4E沿一直线相向运动,它们的总动量大小为(A ),22mE (B )mE 23, (C )mE 25, (D ) mE 2122 。

[ B ]解:由M p Mv E k 22122,有k ME p 2 ,mE 2p 1 ,12p 4)E 4)(m 4(2p ,1123)(p p p p 总m E 235. 一个质点同时在几个力作用下的位移为:k j i r654 (SI ) 其中一个力为恒力k j i F953 (SI ),则此力在该位移过程中所作的功为 (A) 67J (B) 91J (C) 17J (D) –67J [ A ]解:恒力作功,z F y F x F r F A z y x69)5()5(4)3()(67J6. 对功的概念有以下几种说法:(1)保守力作正功时,系统内相应的势能增加。

第一章质点运动学及动力学习题

第一章质点运动学及动力学习题
(1)矿坑有多宽?飞跃的时间多长?
(2)他在东边落地时的速度多大?速度与 水平的夹角多大?
Z3
解: (1) 建立坐标系,由题得

70
x
65cos 22.5 65sin 22.5 t
t
1 2
gt
解得,t=7s,
2
x=420m
(2) 速度 v
xx2

y
2 y
式中 vx v0 cos 22.5, vy v0 sin 22.5 gt
算出这一距离。
Z2
解: (1)位置矢量

r xi yj 2ti (19 2t2 ) j
rt 1s 2i 17 j
rt 2s 4i 11 j
1s-2s内平均 速度 v r2s r1s 2i 6 j t
大小 6.32m/s,方向 与x轴约成-71.5°
Z5 一 质 量 mB=0.1kg 的 物 块 B 与 质 量
mA=0.8kg的物体A,用跨过轻滑轮 的细绳连接,如下图所示,滑轮与
绳间的摩擦不计,物体B上另放一
质量为mC=0.1kg的物块C,物体A 放在水平桌面上。它们由静止开始
运动,物块B下降一段距离 h1=50cm后,通过圆环D将物块C卸 去,又下降一段距离h2=30cm,速 度变为零。试求物体A与水平桌面
v vx2 vy2 5m / s
T3 一质点沿x轴运动,它的速度v和时间t的关 系 )质向负如点作下沿( 图x轴所(匀示加,)速在向负直)作0运线-t(1动时,间在内匀t,减1-t速质2 )时直点运间线沿动内x。轴,(
v
O
t1
t2
0-t1 :v方向为负向,大 小为增加;

02 质点动力学答案

02 质点动力学答案

第二章 质点动力学答案1,【基础训练1 】、一根细绳跨过一光滑的定滑轮,一端挂一质量为M 的物体,另一端被人用双手拉着,人的质量M m 21=.若人相对于绳以加速度a 0向上爬,则人相对于地面的加速度(以竖直向上为正)是(A) 3/)2(0g a +. (B) )3(0a g --.(C) 3/)2(0g a +-. (D) 0a [ A ]解答:()()()()3/2,3/,)(00000a g a a a g a ma a m M g m M a a m mg T MaT Mg +=+∴-=++=-+=-=-2,【基础训练3】 图示系统置于以g a 21=的加速度上升的升降机内,A 、B 两物体质量相同均为m ,A 所在的桌面是水平的,绳子和定滑轮质量均不计,若忽略滑轮 轴上和桌面上的摩擦并不计空气阻力,则绳中张力为 (A) mg . (B) mg 21.(C) 2mg . (D) 3mg / 4. [ D ]解:mg −T +ma =ma‘,T =ma’,mg +mg/2=2ma ’.a ’=3g/4,T=3mg/4, 3,【基础训练5】 光滑的水平桌面上放有两块相互接触的滑块,质量分别为m 1和m 2,且m 1<m 2.今对两滑块施加相同的水平作用力,如图所示.设在运动过程中,两滑块不离开,则两滑块之间的相互作用力N 应有(A) N =0. (B) 0 < N < F .(C) F < N <2F . (D) N > 2F . [ B ] 解:2F=(m 1+m 2)a,F+N=m 2a,2N=(-m 1+m 2)a=2F(-m 1+m 2)/ (m 1+m 2) 4,【自测1】、在升降机天花板上拴有轻绳,其下端系一重物,当升降机以加速度a 1上升时,绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半,问升降机以多大加速度上升时,绳子刚好被拉断?(A) 2a 1. (B) 2(a 1+g ).(C) 2a 1+g . (D) a 1+g . [ C ]解:适合用非惯性系做。

质点动力学

质点动力学

第一章 质点运动学1.下列物理量是标量的为( )A .速度B .加速度C .位移D .路程 2.下列物理量中是矢量的有 ( )A . 内能B . 动量C . 动能D . 功答案:1.D 2.B一、位矢、位移、速度、加速度等概念1.一质点作定向直线运动,,下列说法中,正确的是 ( )A.质点位置矢量的方向一定恒定,位移方向一定恒定B.质点位置矢量的方向不一定恒定,位移方向一定恒定C.质点位置矢量的方向一定恒定,位移方向不一定恒定D.质点位置矢量的方向不一定恒定,位移方向不一定恒定2.质点的运动方程是cos sin r R ti R tj ωω=+,,R ω为正的常数,从/t πω=到2/t πω=时间内,该质点的位移是 ( ) A .2Rj - B .2Ri C .2j -D .0 3.一质点以半径为R 作匀速圆周运动,以圆心为坐标原点,质点运动半个周期内, 其位移大小r ∆=_ _______,其位矢大小的增量r ∆=_________.4.质点在平面内运动,矢径 ()r r t =,速度()v v t =,试指出下列四种情况中哪种质点一定相对于参考点静止: ( )A.0dr dt = B .0dr dt= C .0dv dt = D .0dv dt = 5.质点作曲线运动,某时刻的位置矢量为r ,速度为v ,则瞬时速度的大小是( ),切向加速度的大小是( ),总加速度大小是( )A.dt r dB. dt r dC. dt drD. dt v dE. dtv d F. dt dv 6. 在平面上运动的物体,若0=dtdr ,则物体的速度一定等于零。

( )7. 一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为v ,瞬时速率为v ,某一段时间内的平均速度为v ,平均速率为v ,它们之间的关系应该是: ( ) A .v = v ,v ≠v B .v ≠v , v =vC .v ≠v , v ≠vD .v = v , v =v8.平均速度的大小等于平均速率。

大学物理2-1第二章(质点动力学)习题答案

大学物理2-1第二章(质点动力学)习题答案

大学物理2-1第二章(质点动力学)习题答案习 题 二2-1 质量为m 的子弹以速率0v 水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度反向,大小与速度成正比,比例系数为k ,忽略子弹的重力,求:(1)子弹射入沙土后,速度大小随时间的变化关系; (2)子弹射入沙土的最大深度。

[解] 设任意时刻子弹的速度为v ,子弹进入沙土的最大深度为s ,由题意知,子弹所受的阻力 f = - kv(1) 由牛顿第二定律 tv m ma f d d ==即 tv mkv d d ==-所以t m k v v d d -=对等式两边积分 ⎰⎰-=t v v tm k v v 0d d 0得t mk v v -=0ln因此t mke v v -=0(2)由牛顿第二定律xvmv t x x v m t v m ma f d d d d d d d d ==== 即 xvmvkv d d =- 所以 v x mkd d =-对上式两边积分 ⎰⎰=-000d d v sv x m k得到v s mk-=-即 kmv s 0=2-2 质量为m 的小球,在水中受到的浮力为F ,当它从静止开始沉降时,受到水的粘滞阻力为f =kv (k 为常数)。

若从沉降开始计时,试证明小球在水中竖直沉降的速率v 与时间的关系为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-m kte kFmg v 1[证明] 任意时刻t 小球的受力如图所示,取向下为y 轴的正方向,开始沉降处为坐标原点。

由牛顿第二定律得t vm ma f F mg d d ==-- 即tvmma kv F mg d d ==-- 整理得mtkv F mg v d d =--对上式两边积分 ⎰⎰=--t v mt kv F mg v00d d 得mktF mg kv F mg -=---ln即 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-m kte kF mg v 1mgFf2-3 跳伞运动员与装备的质量共为m ,从伞塔上跳出后立即张伞,受空气的阻力与速率的平方成正比,即2kv F =。

质点运动学及动力学练习题及答案

质点运动学及动力学练习题及答案

质点运动学及动力学练习题一 判断题1.质点作圆周运动,其加速度一定与速度垂直。

( )2.物体作直线运动,法向加速度必为零。

( )3.物体作曲线运动,法向加速度必不为零,且轨道最弯处,法向加速度最大。

( )4.某时刻质点速度为零,切向加速度必为零。

( )5.在单摆和抛体运动中,加速度保持不变。

( )6.某人器自行车以速率V 向正东方向行驶,遇到由北向南刮来的风,(设风速也为V ),则他感到风是从东北方向吹来的。

( )7.质点沿x 方向作直线运动,其 v - t示。

判断下列说法的正误:(1)21t t 时加速度为零。

( )(2)在0 ~ t 2 秒内的位移可用图中v – t 曲线与t 轴所围面积表示,t 轴上、下部分的面积均取正值。

( )(3)在0 ~ t 2 秒内的路程可用图中v – t 曲线与t 轴所围面积表示,t 轴上、下部分的面积均取正值。

( )8.某质点的运动方程为 x =3t -5t 3+6 (SI) ,则该质点作变加速直线运动,加速度沿X 负方向。

( )9.物体的运动方向和合外力方向一定相同。

( )t10.物体受到几个力的作用,一定产生加速度。

()11.物体运动的速度很大,所受到的合外力也很大。

()12.物体运动的速率不变,所受到的合外力为零。

()13.小力作用在一个静止的物体上,只能使它产生小的速度。

()14.小球从距地面高为h处以初速度v0水平抛出,与地面碰撞后又反弹回同样的高度,速度仍为水平方向,大小为v0在这一过程中小球的动量受恒。

()15.物体m被放在斜面M上,如把m和M看成一个系统,判断在下列何种情形下,系统的水平方向分动量是守恒的?(1)m与M间无摩擦,而M与地面间有摩擦。

()(2)m与M间无摩擦,而M与地面间无摩擦。

()(3)两处都没有摩擦。

()(4)两处都有摩擦。

()16.不受外力作用的系统,动量和机械能必然同时守恒。

()17.内力都为保守力,而它受的合外力为零,该系统的动量和机械能都必然守恒。

质点动力学课后习题答案

质点动力学课后习题答案

试计算子弹走完枪筒全长所需时间;(2)求子弹所受的冲量.(3)求子弹的质量
2-10
设F

7i
6 jN
.(1)
当一质点从原点运动到
r

3i

4j


16km 时,求 F
所作
的功.(2)如果质点到 r 处时需0.6s,试求平均功率.(3)如果质点的质量为1kg,试求动能
的变化.
2-11 质量为16 kg 的质点在 xOy 平面内运动,受一恒力作用,力的分量为 f x =6 N, f y
x 向: Fmin cos fmax 0
y 向: N Fmin sin Mg 0
还有
fmax s N
解以上三式可得要推动木箱所需力 F 的最小值为
习题 2-1 图
习题 2-1 图
Fmin

s Mg cos s sin
在木箱做匀速运动情况下,如上类似分析可得所需力 F 的大小为
BR
a
m
G
讨论:当 t 时,V VT 。
VX 4.0m / s ax 0.当t 0, x 0. x vxt
又因方程2 y x2 y 0.5(vxt)2
2-3 vy

dy dt
8.0m / s
即a y v16vmx i a axi
/s vy ay j
j
4.0i
16 j (m
8.0 / s2)
j (m
/
s)
2-4 以地面飞机滑行方向为坐标正方向,由牛顿定律及初始条件,有
F ma mdv / dt t
v

质点动力学习题解答2016 1

质点动力学习题解答2016  1

习题2 一 .选择题1.如图2-30所示,一轻绳跨过一个定滑轮,两端各系一质量分别为1m 和2m 的重物,且21m m >,滑轮质量及一切摩擦均不计,此时重物的加速度大小为a,今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替质量为1m 的物体,质量为2m 的重物的加速度为a ',则:(A )a a '= (B)a a >' (C)a a <' (D)不能确定 [ ]图 2-30【分析与解答】}21212211m m gm g m a am g m T a m T g m +-=⇒=-=-,若用一竖直向下的恒力g m F 1=代替质量为1m 的物体,则a m gm T a >-='22正确答案是B 。

2.质量为m 的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用,比例系数为k ,k 为常数,该下落物体的收尾速度(即最后物体做匀速运动时的速度)将是:(A )k mg(B)k 2g(C)gk (D)gk [ ]【分析与解答】20k g v vm =,故有收尾时是匀速,得k mgv =正确答案是A 。

3 .质量为m 的铁锤竖直落下,打在木桩上并停下,该打击时间为t ∆,打击前铁锤速度大小为v ,则在打击木桩的时间内,铁锤所受平均合外力的大小为: (A )t mv ∆/ (B)mgtmv-∆(C)m gtm v+∆ (D) t mv 2∆/ [ ]【分析与解答】设铁锤所受平均合外力为F ,则由动量定理得:mv t F -=∆0,故铁锤所受平均合外力大小为t /mv ∆正确答案是A 。

4.已知两个物体A 和B 的质量以及它们的速率都不相同,若A 的动量在数值上比B 的大,则A 的动能kA E 与B 的动能kB E 之间的关系为:(A )kA B E E >k (B) kA B E E <k(C)kA B E E =k (D)不能判断谁大谁小 [ ]【分析与解答】动量大小为mv , 动能定义为221mv ,正确答案是D 。

大学物理第二章习题课

大学物理第二章习题课

6
作业. 两块并排的木块A和B,质量分别为m1和m2,静止地放置在光滑的水 平面上,一子弹水平地穿过两木块,设子弹穿过两木块所用的时间分别为t1 和t2,木块对子弹的阻力为恒力F,则子弹穿出后,木块A的速度为______, 木块B的速度大小为_______.
F t1 m1 m2
F t1 F t2 m1 m2 m2
u dt
l
船岸
0
M m 0 狗船
M m
S
狗离岸的距离为 S S0 S
S
L l
S
S0
S
S0
M M
m
l
S l L l(1 m ) M l M m M m 17
17
作业. 有两个自由质点,质量分别为 m1和m2 ,他们之间只有万有引 力作用,开始时,两质点相距为 l ,处于静止状态。求当它们相距 l /2
[ C]
(A) ①、②是正确的。
(B) ②、③是正确的。
(C) 只有②是正确的。
(D) 只有③是正确的。
势能与保守力作功的一般关系: W Δ E p
物体沿闭合路径运动一周时, 保守力对它所作的功等于零。 l F保 d r 0
功不仅与力有关,还与位移有关!
5
2.填空题
教材、作业. 质量为m的小球,用轻绳AB、
L1
Δ
L
质点系的角动量定理(积分形式):作用于质点组的合
外力矩的冲量矩等于质点组角动量的增量。
4
教材. 对功的概念有以下几种说法:
① 保守力作正功时,系统内相应的势能增加。
② 质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。
③ 作用力与反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的

第一二章作业含答案

第一二章作业含答案

第一章 质点运动学一 、填空题1.一质点作半径为 m 的圆周运动,它通过的弧长s 按规律 s = t + 2 t 2 变化。

则它在2 s 末的切向加速度为 m/s 2。

法向加速度为 m/s 2。

( 4 , 81 ) 解:t dt ds 41+==υΘ 4==∴dt d a t υ 2221681)41(t t r t r a n ++=+==∴υ 2.一质点沿x 轴作直线运动,运动方程为324t t x -=,则1 s 末到3 s 末的位移为 m 。

则1 s 末到3 s 末的平均速度为 m/s 。

(-44 -22 )解:44)1()3(-=-=∆x x x 221344-=--=∆∆=t x υ 3.已知质点的运动方程为j t t i t t r ρρρ)314()2125(32++-+=(SI ),当t = 2 s 时,质点的速度 为υϖ m/s , 质点的加速度=a ρ m/s 2 j ρ8, j i ρρ4+- 解:j j t i t dt r d s t ρρρρρ8/)4()2(22=++-===υ j i j t i dt d a s t ρρρρρρ4/22+-=+-===υ 4.一质点的运动方程为 262t t x +=(SI ),质点在4 s 时的速度大小为 m/s 。

加速度大小为 m/s 2 ( 50 , 12) 解:50/1224=+===s t t dt dx υ 12==dtd a υ 5.一质点沿半径R = 1 m 的圆周运动,其路程与时间的关系为 222t s +=(m ),那么,从开始计时到总加速度a 恰好与半径成45°角时,质点所经过的路程s = m 。

解:t dt ds 4==υ 4==∴dtdv a t 22216116t t R v a n === 由题意:n t a a = 2164t =∴ 得 s t 5.0= 故 m s s s 5.0)0()5.0(=-=6.一质点在半径为 m 的圆周上运动,其角位置为 256t +=θ(SI ),则t = s 时质点的速度的大小 v = m/s 。

质点动力学练习题

质点动力学练习题

质点动力学练习题一、选择题1.将一质量为kg m 41=的木块放在一质量为kg m 52=的木块上面,而2m 放在光滑桌面上,在1m 上施加水平力1F ,实验发现1F 大于12N 时,1m 相对于2m 滑动。

现在,若对2m 施加水平力2F 使1m 开始相对于2m 滑动,则2F 的量值应为( )A 、大于12N ;B 、小于12N ;C 、大于15N ;D 、小于15N.2.一刚体体受三个力保持静止状态,则这三个力不可能是 ( )A 、三力共点;B 、二力平行,与第三力相交;C 、三力共线;D 、三力平行.3.关于力和运动,下列说法正确的是 ( )A 物体受到几个力的作用,一定有加速度B 物体速度很大,加速度不一定很大C 物体运动方向和合外力方向一定相同D 物体速率保持不变,合外力一定为零4.12N 的恒力作用在质量为2kg 的物体上,使物体在光滑平面上从静止开始运动,设力的方向为正方向,则在3s 时物体的动量应为 ( )(A )36kg m/s -⋅ (B )24kg m/s -⋅ (C )36kg m/s ⋅ (D )24kg m/s ⋅5.一质点在力F =5m (5-2t )(SI )的作用下,从静止开始(t =0)作直线运动,式中t 为时间,m 为质点的质量,当t =5s 时,质点的速率为 ( )(运动学公式或动量定理)A 、251-⋅s m ;B 、-501-⋅s m ;C 、0;D 、501-⋅s m6.一质量为m 的物体在oxy 平面上运动,受力作用后,其速度沿两轴方向的变化分别是v x i ∆和v x j ∆。

则该力施于此物的冲量的大小为 ( )A 、)v (m y x v I ∆+∆=;B 、)v (y x v m I ∆-∆=;C 、22)()v (y x v m m I ∆+∆=;D 、22)()v (y x v m m I ∆-∆=7.关于功,下列说法中正确的是( )(A )一对内力做的总功一定为零 (B )功是能量转化的量度(C )一对内力做的总功一定不为零 (D )物体总位移为零,则外力做功也为零8.对功的概念,以下说法中正确的是:( )A . 保守力作负功时,系统内相应的势能增加;B . 质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功可以不为零;C . 作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作的功的代数和必然为零;D . 保守力作负功时,系统内相应的势能减少.9.质点的动能定理:外力对质点所做的功,等于质点动能的增量,其中所描述的外力为( )(A) 质点所受的任意一个外力 (B) 质点所受的保守力(C) 质点所受的非保守力 (D) 质点所受的合外力10.当重物减速下降时,合外力对它做的功( )(A)为正值 (B)为负值 (C)为零 (D)先为正值,后为负值11.一质点在力3462++=x x F (N )的作用下作直线运动,质点从m x 21=运动到m x 42=的过程中,该力所的功为( )A 、 35J ;B 、80J ;C 、115J ;D 、142J .12.完全非弹性碰撞的性质是:( )(A) 动量守恒,机械能不守恒 (B) 动量不守恒,机械能守恒(C) 动量守恒,机械能守恒 (D) 动量和机械能都不守恒13.完全弹性碰撞的性质是: ( )(A) 动量守恒,机械能守恒 (B) 动量不守恒,机械能守恒(C) 动量守恒,机械能不守恒 (D) 动量和机械能都不守恒14.对于一个物体系统来说,在下列条件中,哪种情况下系统的机械能守恒 ( )A 、合外力为0;B 、合外力不做功;C 、外力和非保守内力做功之和为0;D 、外力和保守内力做功之和为015.对于一质点组,其内力可以改变的物理量是 ( )A 、总动量;B 、总动能;C 、总机械能;D 、总动量矩.二、填空题1.质量为1kg 的小球,沿水平方向以速率5m/s 与固定的竖直壁作弹性碰撞,设指向壁内的方向为正方向,假设碰撞作用时间为0.1s ,则碰撞过程中小球受到的平均作用力大小为 N.2.一物体质量为10 kg ,受到方向不变的力F =30+40t (SI)作用。

质点运动学和动力学习题课-文档资料

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dt
2
0
0
2
x 4sin t
2
2-11 一质点由静止沿半径R=3m的圆周运动,切向加速度为
a 3ms2 ,问:
(1)经过多少时间它的总加速度与径向成450? (2)在上述时间内,质点所经过的路程为多少?
解:(1)因a 3ms2 为常量,故由任一时刻的速率v at,得
由质点运动轨迹方程
x 2 y 2 3 ( 2c o s 2 4 t s in 2 4 t) 3 2
可知质点作半径 R3m
的圆周运动,故切向加速度 a 和 法 向 加 速 度 a n 分 别 为 a d d v t 0 a nv R 2 ( 1 2 3 ) 24 ( 8m s 2)
an

v2 R

a2t 2 R
解:(1)
vx
ddxt 12sin4t,vy
dy12cos4t dt
ax
dvx dt
48cos4t,ay
dvy dt
48sin4t
故任一时刻速度和加速度分别为
v12sin4ti12cos4t( j SI) a48cos4ti48sin4t( j SI)
(2)速度
v 的大小为 v vx2vy21( 2ms1)
表示速度, a 表示加速度,a 表示切向加速度,下列表
达式:( D )
(1) d v a
dt
(2) d r v
dt
(3)
ds v dt
(4)
dv dt
Hale Waihona Puke a(A)只有1、4是正确的; (B)只有2、4是正确的;
(C)只有2是正确的;
(D)只有3是正确的。
解(1)中的dv/dt是切向加速度,不是 a的大小。(2)中

质点运动学和动力学部分习题汇总

质点运动学和动力学部分习题汇总

一、 填空题1.一质点沿半径0.1米的圆周运动,其角位移θ可用下式表示342t +=θ(SI),则当2t s =时,切向加速度=τa 2/m s ;2.一质点沿x 方向运动,其加速度随时间的变化关系为32a t =+(SI),如果初始时刻质点的速度0v 为5/m s ,则当t 为3s 时,质点的速度v = 。

3.一个质量为10kg 的物体,沿X 轴无摩擦地滑动,设t=0时物体静止于原点,若物体在力F=3+4t (N)的作用下运动2秒,则它的速度增加为/m s 。

4.一个质量为7kg 的物体,沿X 轴无摩擦地滑动,设t=0时物体静止于原点,若物体在力F=3+4x (N)的作用下运动2米,则它的速度增加为/m s 。

二、计算题1.已知质点运动方程为()2352r t i t j =+−K K K ,求:1)轨道方程;2)0t =到1s 的位移;3)1t s =时的速度、加速度。

2.已知一质点的运动方程为234r ti t j =−KKK,求质点的运动轨道、速度、加速度、切向加速度、法向加速度。

3.一质点沿半径为1m 的圆周运动,它通过的弧长s 按22s t t =+的规律变化.问它在2s 末的速率、切向加速度、法向加速度各是多少?4.一质点沿半径为1m 的圆周转动,其角量运动方程为323t 4t θ=+-(SI),求质点在2s 末的角位置、角速度、角加速度、速率、切向加速度、法向加速度、总加速度.5.一质点在xOy 平面上运动,运动方程为x =3t +5, y =21t 2+3t -4. 式中t 以 s计,x ,y 以m计.(1)以时间t 为变量,写出质点位置矢量的表示式;(2)求出t =1 s 时刻和t =2s 时刻的位置矢量,计算这1秒内质点的位移;(3)计算t =0 s时刻到t =4s时刻内的平均速度;(4)求出质点速度矢量表示式,计算t =4 s 时质点的速度;(5)计算t =0s 到t =4s 内质点的平均加速度;(6)求出质点加速度矢量的表示式,计算t =4s 时质点的加速度. 6.某质点的加速度为j i t a KK K26+=,已知t =0时它从坐标原点静止开始运动(即初始位矢00=r K 、初速度00=v K),求质点在2秒时刻的位矢、速度。

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质点动力学1作业
班级:_____________ 姓名:_____________ 学号:_____________
日期:__________年_______月_______日 成绩:_____________
一、选择题
1. 用水平压力F 把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止.当F 逐渐增大时,物体所受的静摩擦力f
(A) 恒为零.
(B) 不为零,但保持不变.
(C) 随F 成正比地增大.
(D) 开始随F 增大,达到某一最大值后,就保持不变 [ ]
2.
如图所示,一轻绳跨过一个定滑轮,两端各系一质量分别为m 1和
m 2的重物,且m 1>m 2.滑轮质量及轴上摩擦均不计,此时重物的加速度
的大小为a .今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替质量为m 1的物体,可
得质量为m 2的重物的加速度为的大小a ′,则
(A) a ′= a (B) a ′> a
(C) a ′< a (D) 不能确定.
[ ]
3.
一辆汽车从静止出发,在平直公路上加速前进的过程中,如果发动机的功率一定,阻力大小不变,那么,下面哪一个说法是正确的?
(A) 汽车的加速度是不变的.
(B) 汽车的加速度不断减小.
(C) 汽车的加速度与它的速度成正比.
(D) 汽车的加速度与它的速度成反比. [ ]
4.
一光滑的内表面半径为10 cm 的半球形碗,以匀角速度ω绕其对称OC 旋转.已知放在碗内表面上的一个小球P 相对于碗静止,其位置高于碗底4 cm ,则由此可推知碗旋转的角速度约为
(A) 10 rad/s . (B) 13 rad/s . (C) 17 rad/s (D) 18 rad/s . [ ] 5.
质量为m 的质点,以不变速率v 沿图中正三角形ABC 的水平光滑轨道运动.质点越过A 角时,轨道作用于质点的冲
量的大小为
(A) m v . (B) m v . (C) m v . (D) 2m v .
[ ] 6.
质量为20 g 的子弹沿X 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后,与木块一起仍沿X 轴正
向以50 m/s 的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为
(A) 9 N·s . (B) -9 N·s .
(C)10 N·s . (D) -10 N·s . [ ]
m C 23
7. 质量分别为m A 和m B (m A >m B )、速度分别为A v 和B v (v A > v B )的两质点A 和B ,受到相同的冲量作用,则
(A) A 的动量增量的绝对值比B 的小.
(B) A 的动量增量的绝对值比B 的大.
(C) A 、B 的动量增量相等.
(D) A 、B 的速度增量相等. [ ]
8.
在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车,向东南(斜向上)方向发射一炮弹,对于炮
车和炮弹这一系统,在此过程中(忽略冰面摩擦力及空气阻力)
(A) 总动量守恒.
(B) 总动量在炮身前进的方向上的分量守恒,其它方向动量不守恒.
(C) 总动量在水平面上任意方向的分量守恒,竖直方向分量不守恒.
(D) 总动量在任何方向的分量均不守恒. [ ]
9.
一炮弹由于特殊原因在水平飞行过程中,突然炸裂成两块,其中一块作自由下落,则另
一块着地点(飞行过程中阻力不计)
(A) 比原来更远. (B) 比原来更近.
(C) 仍和原来一样远. (D) 条件不足,不能判定. [ ]
10.
一质点在力F = 5m (5 - 2t ) (SI)的作用下,t =0时从静止开始作直线运动,式中m 为质点的
质量,t 为时间,则当t = 5 s 时,质点的速率为
(A) 50 m ·s -1.
. (B) 25 m ·s -1

(C) 0. (D) -50 m ·s -1. [ ]
二、填空题
11.
质量为m 的小球,用轻绳AB 、BC 连接,如图,其中AB 水平.剪断绳AB 前后的瞬间,绳BC 中的张力比
T : T ′=____________________. 12. 一小珠可以在半径为R 的竖直圆环上作无摩擦滑动.今使圆环以角速度ω绕圆环竖直直径转动.要使小珠离开环的底部
而停在环上某一点,则角速度ω最小应大于_____________.
13.
设作用在质量为1 kg 的物体上的力F =6t +3(SI ).如果物体在这一力
的作用下,由静止开始沿直线运动,在0到2.0 s 的时间间隔内,这个力作用在物
体上的冲量大小I=__________________.
14. 一物体质量M =2 kg ,在合外力i t F )23(+= (SI )的作用下,从静止开始运
动,式中i 为方向一定的单位矢量, 则当t=1 s 时物体的速度1v =__________.
A
15.
粒子B 的质量是粒子A 的质量的4倍,开始时粒子A 的速度j i 43+=0A v ,粒子B 的速度j i 72-=0B v ;在无外力作用的情况下两者发生碰撞,碰后粒子A
的速度变为j i 47-=A v ,则此时粒子B 的速度B v =______________.
16.
一质量为5 kg 的物体,其所受的作用力F 随时间的变化关系如图所示.设物体从静止开始沿直线
运动,则20秒末物体的速率v =__________. 17. 如图所示,流水以初速度1v 进入弯管,流出时的速度为2v ,且v 1=v 2=v .设每秒流入的水质量为q ,则在管子转弯处,水对管
壁的平均冲力大小是______________,方向
__________________.(管内水受到的重力不考虑)
18.
一个质量为m 的质点,沿x 轴作直线运动,
受到的作用力为 i t F F )c o s (0ω= (SI) t = 0时刻,质点的位置坐标为0x ,初速度00=v .则质点的位置坐标和时间的
关系式是x =______________________________________
19. 质量为0.25 kg 的质点,受力i t F = (SI)的作用,式中t 为时间.t = 0时该质点以j 2=v (SI)的速度通过坐标原点,则该质点任意时刻的位置矢量是
______________.
20.
一质量为M 的质点沿x 轴正向运动,假设该质点通过坐标为x 的位置时速
度的大小为kx (k 为正值常量),则此时作用于该质点上的力F =__________,该
质点从x = x 0点出发运动到x = x 1处所经历的时间∆t =________.
三、计算题
21.
质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度反向,大小与速度成正比,比例系数为K,忽略子弹的重力,求:
(1) 子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数式;
(2) 子弹进入沙土的最大深度.
22.
表面光滑的直圆锥体,顶角为2θ,底面固定在水平面上,如图所示.质量为m的小球系在绳的一端,绳的另一端系在圆锥的顶点.绳长为l,且不能伸长,质量不计.今使小球在圆锥面上以角速度ω 绕OH轴匀速转动,求
(1) 锥面对小球的支持力N和细绳的张力T;
(2) 当ω增大到某一值ωc时小球将离开锥面,这时ωc及T又各是
多少?
23.
如图所示,有两个长方形的物体A和B紧靠
着静止放在光滑的水平桌面上,已知m
A
=2 kg,
m
B
=3 kg.现有一质量m=100 g的子弹以速率v0
=800 m/s水平射入长方体A,经t=0.01 s,又射入长方体B,最后停留在长方体B内未射出.设子弹射入A时所受的摩擦力为F= 3×103 N,求:
(1) 子弹在射入A的过程中,B受到A的作用力的大小.
(2) 当子弹留在B中时,A和B的速度大小.
24.
水面上有一质量为M的木船,开始时静止不动,从岸上以水平速度
v
将一质量为m的砂袋抛到船上,然后二者一起运动.设运动过程中船受的阻力与速率成正比,比例系数为k,砂袋与船的作用时间极短,试求:
(1) 砂袋抛到船上后,船和砂袋一起开始运动的速率.
(2) 砂袋与木船从开始一起运动直到静止时所走过的距离.。

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