《大学物理(一)》综合复习资料

《大学物理（一）》综合复习资料一．选择题1．某人骑自行车以速率V 向西行驶，今有风以相同速率从北偏东300方向吹来，试问人感到风从哪个方向吹来？（A ）北偏东300． （B ）南偏东300． （C ）北偏西300． （D ）西偏南300． ［ ］2．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． [ ] 3．一轻绳绕在有水平轮的定滑轮上，滑轮质量为m ，绳下端挂一物体．物体所受重力为P ，滑轮的角加速度为β．若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子，滑轮的角加速度β将（A ）不变． （B ）变小． C ）变大． （ D ）无法判断． ［ ］4．一质点作匀速率圆周运动时，则(A) 它的动量不变，对圆心的角动量也不变.(B) 它的动量不变，对圆心的角动量不断不变.(C) 它的动量不断改变，对圆心的角动量不变.(D) 它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变. [ ]5．关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是(A) 只取决于刚体的质量，与质量的分布和轴的位置无关.（B ）取决于刚体的质量和质量分布，与轴的位置无关.（C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置.(D)只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关. [ ]6．一小球沿斜面向上运动，其运动方程为245t 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 ． ［ ］7．对功的概念有以下几种说法：（l ）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）作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零．在上述说法中：（A ）（l ）、（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． ［ ］8．均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示．今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？（A ）角速度从小到大，角加速度从大到小．（B ）角速度从小到大，角加速度从小到大．（C ）角速度从大到小，角加速度从大到小．（D ）角速度从大到小，角加速度从小到大．［ ］9．一弹簧振子作简谐振动，总能量为1E ，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增加为原来的四倍，则它的总能量1E 变为（A ）4/1E . (B)2/1E . (C)12E . (D)14E . [ ]10．下列说法哪一条正确？（A ）加速度恒定不变时，物体运动方向也不变．（B ）平均速率等于平均速度的大小．（C ）不管加速度如何，平均速率表达式总可以写成：2/)(21v v v +=．（D ）运动物体速率不变时，速度可以变化． [ ]11．站在电梯内的一个人，看到用细线连结的质量不同的两个物体跨过固定在电梯内顶棚上得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，其加速度为（A ）大小为1g ，方向向上． （B ）大小为1g ，方向向下．（C ）大小为g 21，方向向上． （D ）大小为g 21，方向向下． [ ] 12．质量为M 光滑的圆弧形槽于光滑水平面上，一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下，不计空气阻力．对于这一过程，以下哪种分析是对的:（A ）由m 和M 组成的系统动量守恒． （B ）由m 和M 组成的系统机械能守恒．（C ）由m 、M 和地球组成的系统机械能守恒．（D ）M 对m 的正压力恒不作功．[ ]13． 一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上，滑轮质量为m ，绳下端挂一物体．物体所受重力为P ，滑轮的角加速度为β．若将物体去掉而以与P 相等的力直接向下拉绳子，滑轮的角加速度β将（A ）不变． （B ）变小． （C ）变大． （D ）无法判断． [ ]14．一质点作简谐振动，振动方程为)cos(φω+=t A x ，当时间2/T t =（T 为周期）时，质点的速度为（A ）φωsin A -．（B ）φωsin A ．（C ）φωcos A -．（D ）φωcos A ． [ ]15．一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 22+=（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 ）抛物线运动． （D ）一般曲线运动． [ ]16．在高台上分别沿45º仰角方向和水平方向，以同样速率投出两颗小石子，忽略空气阻力，则它们落地时速度（A ）大小不同，方向不同．（B ）大小相同，方向不同．（C ）大小相同，方向相同．（D ）大小不同，方向相同． [ ]17．质量为m 的木块沿与水平面成θ角的固定光滑斜面下滑，当木块下降高度为h 时，重力的瞬时功率是（A ）2/1)2(gh mg . （B ）2/1)2(cos gh mg θ． （C ）2/1)21(sin gh mg θ． (D)2/1)2(sin gh mg θ. [ ]18．一轻弹簧竖直固定于水平桌面上．如图所示，小球从距离桌面高为h 处以初速度0v 落下，撞击弹簧后跳回到高为h 处时速度仍为0v ，以小球为系统，则在这一整个过程中小球的（A ）动能不守恒，动量不守恒． （B ）动能守恒，动量不守恒．（C ）机械能不守恒，动量守恒． （D ）机械能守恒，动量守恒．[ ]二．填空题1．一质点的运动方程为26t t x -=（SI ），则在t 由0至4s 的时间间隔内，质点的位移大小为 ，在t 由0到4s 的时间间用内质点走过的路程为 ．2．一质点作半径为0.1m 圆周运动，其运动方程为：2/4/2t +π=θ，则其切向加速度为t a ＝ .3.一质量为m 的物体，原来以速率v 向北运动，它突然受到外力打击，变为向西运动，速率仍为v ，则外力的冲量大小为 ，方向为 ．4．若作用于一力学系统上外力的合力为零，则外力的合力矩．（填一定或不一定） 为零；这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是＿ ．5．动量矩定理的内容是 .其数学表达式可写成 ．动量矩守恒的条件是 .6．一质点沿半径为0.10m 的圆周运动，其角位移θ可用下式表示)(423SI t +=θ.（1）当t=2s 时，切向加速度t a = ；（2）当t a 的大小恰为总加速度a 大小的一半时，=θ .7．质量为M 的物体A 静止于水平面上，它与平面之间的滑动摩擦系数为μ ，另一质量为m 的小球B 以沿水平方向向右的速度v与物体A 发生完全非弹性碰撞．则碰后物体A 在水平方向滑过的距离L ＝ .8．图中所示的装置中，略去一切摩擦力以及滑轮和绳的质量，且绳不可伸长，则质量为1m 的物体的加速度=1a .9．绕定轴转动的飞轮均匀地减速，0=t 时角速度s rad /5=ω，s t 20=时角速度08.0ωω=，则飞轮的角加速度β＝ ，从0=t 到s t 100=时间内飞轮所转过的角度θ＝ ．10. 如图所示，Ox 轴沿水平方向，Oy 轴竖直向下，在0=t 时刻将质量为m 的质点由a 处静止释放，让它自由下落，则在任意时刻t ，质点所受的对点O 的力矩M ＝ ；在任意时刻t ，质点对原点O 的角动量L= ．11．二质点的质量分别为1m 、2m . 当它们之间的距离由a 缩短到b 时，万有引力所做的功为 ．12．动量定理的内容是 ，其数学表达式可写 ．动量守恒的条件是 ．13．已知质点运动方程为j t t i t t r )314()2125(32++-+=（SI ），当t ＝2s 时，a = ．14．一个以恒定角加速度转动的圆盘，如果在某一时刻的角速度为ωl ＝20πrad ／s ，再转60转后角速度为ω2=30πrad ／s ，则角加速度β＝ ，转过上述60转所需的时间是t ＝ ．15．质量分别为m 和2m 的两物体（都可视为质点），用一长为l 的轻质刚性细杆相连，系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O 转动，已知O 轴离质量为2m 的质点的距离为l 31，质量为m 的质点的线速度为v 且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量（动量矩）大小为 ．16．质量为m 的质点以速度v 沿一直线运动，则它对直线外垂直距离为d 的一点的角动量大小是 ．17．若作用于一力学系统上外力的合力为零，则外力的合力矩 （填一定或不一定）为零；这种情况下力学系统的动量、角动量、机械能三个量中一定守恒的量是 ．三．计算题1．顶角为2θ的直圆锥体，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，圆锥面是光滑的．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c ω时小球将离开锥面，这时c ω及T 又各是多少？2．一弹簧振子沿x 轴作简谐振动．已知振动物体最大位移为m x =0.4m 最大恢复力为N 8.0=m F ,最大速度为m/s 8.0π=m v ，又知t ＝0的初位移为+0.2m ，且初速度与所选x 轴方向相反．（1）求振动能量；（2）求此振动的表达式．3．一物体与斜面间的摩擦系数μ＝0.20，斜面固定，倾角45=αº．现给予物体以初速率m /s 100=v ，使它沿斜面向上滑，如图所示．求：（l ）物体能够上升的最大高度h ；（2）该物体达到最高点后，沿斜面返回到原出发点时的速率v .4．一质量为A m ＝0.1kg 的物体A 与一轻弹簧相连放在光滑水平桌面上，弹簧的另一端固定在墙上，弹簧的倔强系数k =90N ／m ．现在用力推A ，从而弹簧被压缩了0x ＝0.1m ．在弹簧的原长处放有质量B m ＝0.2kg 的物体B ，如图所示,由静止释放物体A 后，A 将与静止的物体B发生弹性碰撞．求碰撞后A 物体还能把弹簧压缩多大距离．5．质量为M ＝1.5kg 的物体，用一根长为 l ＝1.25 m 的细绳悬挂在天花板上．今有一质量为m ＝10g 的子弹以0v ＝500m/s 的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小m/s 300 v ,设穿透时间极短．求：（l ）子弹刚穿出时绳中张力的大小；（2）子弹在穿透过程中所受的冲量．6．某弹簧不遵守胡克定律，若施力F ，则相应伸长为x ，力与伸长的关系为F ＝52.8 x 十38.4x 2（SI ）求：（1）将弹簧从定长1x =0.5m 拉伸到定长2x =1.00m 外力所需做的功．（2）将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg 的物体，然后将弹簧拉伸到一定长2x = 1.00m ,再将物体有静止释放，求当弹簧回到1x =0.5m 时，物体的速率．（3）此弹簧的弹力是保守力吗？7．三个物体A 、B 、C 每个质量都是M . B 、C 靠在一起，放在光滑水平桌面上，两者间连有一段长为0．4m 的细绳，原先放松着．B 的另一侧用一跨过桌边的定滑轮的细绳与A 相连（如图）．滑轮和绳子的质量及轮轴上的摩擦不计，绳子不可伸长．问：（l ） A 、 B 起动后，经多长时间C 也开始运动？（2）C 开始运动时速度的大小是多少？（取g ＝10m/s 2）8．有一轻弹簧，当下端挂一个质量1m =10g 的物体而平衡时，伸长量为4.9cm ．用这个弹簧和质量2m ＝16g 的物体连成一弹簧振子．若取平衡位置为原点，向上为x 轴的正方向．将2m 从平衡位置向下拉 2cm 后，给予向上的初速度0v ＝5c m/s 并开始计时，试求2m 的振动周期和振动的数值表达式．参考答案一．选择题1．（C ） 2．（C ） 4．（C ） 4．（C ） 5．（C ）6．（B ） 7．（C ） 8．（A ） 9．（D ）10．（D ）11．（B ） 12．（C ） 13．（C ）14．（B ）15．（B ）16．（B ）17．（D ） 18．（A ）二．填空题l ． 8m 10m2． 0.1m/s 23． mv 2 指向正西南或南偏西4504． 不一定 动量5．转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在合外力矩作用时间内转动物体动量矩的增量. 112221ω-ω=⎰ J J dt M t t物体所受合外力矩等于零．6． 48m/s 2 3.15 r a d7． 22)(2)(m M g mv +μ 8． 21242m m g m + 9． -0.05rad/s 250rad10． k mbg k mbgt11． )11(21ba m Gm -- 12． 质点系所受合外力的冲量等于质点系（系统）动量的增量．i i i i t t v m v m dt F 2121 ∑∑⎰-=系统所受合外力等于零．13．)/(4s m j i +-14． 6．54 rad/s 2s 8.4 15． mvl16． mvd17． 不一定； 动量三．计算题1． 解：以r 表示小球所在处圆锥体的水平截面半径．对小球写出牛顿定律方程为r m ma N T 2cos sin ω==θ-θ0cos cos =-θ+θmg N T其中：θ=sin l r联立求解得：（1）θθω-θ=cos sin sin 2l m mg Nθω+θ=22sin cos l m mg T（2）0,=ω=ωN c θ=ωcos /l g cθ=cos /mg T2．解；（l ）由题意./,,m m m m x F k x A kA F ===J x F kx E m m m 16.021212=== （2）m m m m x v A v A v //,==ωω=Hz s rad 22/,/2=πω=νπ=ω2.0cos ,00=φ==A x tπ=φ<φω-=31,0sin 0A v 振动方程为)3/2cos(4.0π+π=t y （SI ）3．解：（l ）根据功能原理，有 mgh mv fs -=2021 mgh mv mghctg mgh Nh fs -=αμ=ααμ=αμ=2021sin cos sin m ctg g v h 25.4)1(220=αμ+=（2）根据功能原理有221mv mgh fs -= αμ-=mghctg mgh mv 221s m ctg gh v /16.8)1(2[2/1=αμ-=4．解：释放物体A 到A 与B 碰撞前，以A 与弹簧为系统，机械能守恒： 2202121v m kx A = A 与B 碰撞过程中以A 、B 为系统，动量守恒，机械能守恒。