《大学物理CI》作业No.01 质点运动学
《大学物理CI》作业 No.01 质点运动学
本习题版权归西南交大理学院物理系所有《大学物理CI 》作业 No.01 质点运动学班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、选择题1．一小球沿斜面向上运动，其运动方程为2108t t S -+=（SI ），则小球运动到斜面最高点的时刻应是[ ] （A ）s 4=t（B ）s 2=t （C ）s 8=t（D ）s 5=t解：小球运动速度大小 t ts v 210d d -==。
当小球运动到最高点时有0=v ，即 0210=-=t v ，)s (5=t 故选 D2．如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动。
设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是[ ] (A) 匀加速运动 (B) 匀减速运动 (C) 变加速运动(D) 变减速运动(E) 匀速直线运动解：以水面和湖岸交点为坐标原点建立坐标系如图所示，且设定滑轮到湖面高度为h ，则小船在任一位置绳长为 22x h l += 题意匀速率收绳有022d d d d v tx xh x tl =+-=故小船在任一位置速率为xx h v tx 22d d +-= 小船在任一位置加速度为 32220222d d xxh vtx a +-==，因加速度随小船位置变化，且与速度方向相同，故小船作变加速运动。
选C3．一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r ,的端点处，其速度大小为 [ ](A)tr d d (B)tr d d(C)tr d d (D)22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x解：由速度定义t r v d d= 及其直角坐标系表示j ty i t x j v i v v y x d d d d +=+=可得速度大小为22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t y t x v选D4．一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 ，它们之间的关系必定有[ ] (A) v v v v ==, (B) v v v v =≠, (C) v v v v ≠=,(D) v v v v ≠≠,解：根据定义，瞬时速度为t r v d d=，瞬时速率为ts v d d =，由于s r d d = ，所以v v = 。
大学物理二习题答案与详解第01章 质点运动学习题详解.
习题一一、选择题1． 质点沿轨道AB 作曲线运动，速率逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在C[ ]错误!(A) (B) (C) (D) 答案：C解：加速度方向只能在运动轨迹内侧，只有[B]、[C]符合；又由于是减速运动，所以加速度的切向分量与速度方向相反，故选（C ）。
2． 一质点沿x 轴运动的规律是245x t t =-+（SI 制）。
则前三秒内它的 [ ] （A ）位移和路程都是3m ；（B ）位移和路程都是-3m ； （C ）位移是-3m ，路程是3m ； （D ）位移是-3m ，路程是5m 。
答案：D 解：3253t t x xx==∆=-=-=-24dx t dt =-，令0dxdt=，得2t =。
即2t =时x 取极值而返回。
所以： 022*********|||||||||15||21|5t t t t S S S x x x x x x ----=====+=+=-+-=-+-=3． 一质点的运动方程是cos sin r R ti R tj ωω=+，R 、ω为正常数。
从t ＝/πω到t =2/πω时间内（1）该质点的位移是 [ ]（A ） -2R i ； （B ）2R i； （C ） -2j ； （D ）0。
（2）该质点经过的路程是 [ ]（A ）2R ； （B ）R π； （C ）0； （D ）R πω。
答案：B ；B 。
解：（1）122,t t ππωω==，21()()2r r t r t Ri ∆=-=； （2）∆t 内质点沿圆周运动了半周，故所走路程为πR 。
或者：,x y dx dy v v dt dt==，21,t t v R S vdt R ωπ====⎰4． 一细直杆AB ，竖直靠在墙壁上，B 端沿水平方向以速度v滑离墙壁，则当细杆运动到图示位置时，细杆中点C 的速度 [ ]（A ）大小为/2v ，方向与B 端运动方向相同；（B）大小为/2v ，方向与A 端运动方向相同； （C ）大小为/2v , 方向沿杆身方向；（D ）大小为/(2cos )v θ ，方向与水平方向成θ角。
大学物理作业1-质点运动学
大学物理（2-1）课后作业1质点运动学一、选择题1、如图所示，质点作匀速圆周运动，其半径为R ，从A 点出发，经半个圆周而达到B 点．则在下列表达式中，错误的是（A ）位移大小2r R ∆=v ，路程R s π=．（B ）位移2r Ri ∆=-v v ，路程R s π=．（C ）速度增量0v ∆=v，速率增量0v ∆=． （D ）速度增量2v vj ∆=-v v ，速率增量0v ∆=．2、一只昆虫沿螺旋线自外向内运动，如图所示，已知它走过的弧长与时间t 的一次方成正比，则该昆虫加速度的大小将［ ］（A ）越来越大 （B ）越来越小 （C ）不变 （D ）不能判断3、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳，绳不能伸长、湖水静止，则小船的运动是（A ）匀加速运动． （B ）匀减速运动．（C ）变加速运动．（D ）变减速运动． （E ）匀速直线运动．4、一质点沿x 轴作直线运动，加速度t a 2=，s 2=t 时质点静止于坐标原点左边2m 处，则质点的运动方程为（A ）22232t t x -+=． （B ）3143t x -=． （C ）383t x -=． （D ）310433t x t =-+． 5、在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2 m/s 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i ϖ、j ϖ表示），那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以m/s 为单位）为（A ） 2i ϖ＋2j ϖ． （B ）－2i ϖ＋2j ϖ．（C ）－2i ϖ－2j ϖ． （D ） 2i ϖ－2j ϖ．1、如图所示，质点在t ∆时间内沿曲线从A 运动到B ，试在图中画出：（1）A 、B 两处质点的位矢r v ；它们与坐标原点的选择有关吗？（2）质点在t ∆时间内的r ∆v 、r ∆、s ∆；它们与坐标原点的选择有关吗？2、一个作平面运动的质点，其切向加速度t a 和法向加速度n a 均不为零，试讨论在下列条件下质点的运动情况．（1）加速度恒矢量a v =．（2）加速度a v随时间变化．3、一质点作半径为 1.0m R =的圆周运动，其运动方程为323(SI)t t θ=+．试求当2s t =时，质点的角位置，角速度，角加速度，切向加速度，法向加速度．、1、一质点在平面xOy 内运动，运动方程为2x t =，2192y t =-（SI ）．试求：（1）质点的运动轨迹方程；（2）求2s t =时刻质点的位置矢量、瞬时速度和瞬时加速度；（3）在什么时刻，质点的位置矢量和速度矢量垂直？这时x 、y 分量各为多少?2、一质点沿x 轴方向运动，其加速度和时间的关系为6a t =-（SI 单位），设0t =时刻，质点处于坐标原点并以012m/s v =的速度沿x 轴正方向运动， 试求：（1）任意时刻质点的位置和速度；（2）沿x 轴正方向质点最多能走多远，何时又回到出发点？（3）在13s :内质点的位移和路程．3、一架预警飞机在速率为150km/h的西风中巡航，飞机相对于空气以速率750km/h向正北航行．飞机中的雷达员在荧光屏上发现一个目标正相对于飞机从东北方向以950km/h的速率逼近飞机，建立如图坐标系，试在图上画出各速度的矢量图示，并求该目标相对于地面的速度．。
大学物理第一章作业
at d v / d t g t / v g t 法向加速度方向与 at 垂直，大小为
2 2 0
2 2
an g a
2
2 1/2 t
2 v0 g / v0 g 2t 2
2.一质点沿半径为R的圆周运动．质点所经过的 S bt ct 2 2 ，其中b、c是 弧长与时间的关系为 大于零的常量，求从 t 0 开始到切向加速度与法 向加速度大小相等时所经历的时间． ds 解： v b ct dt 2 则有 dv v 2 at c an b ct / R dt R 根据题意，当 at an 时有 2 c b ct / R 可解得
d r a 2 (1)i (2t ) j dt
2 x 2 y
2
a
-1
y -arctan4 4 ay
则加速度的大小为
ax
x
at 2 s a a 1 4t 17 4.12m s 2
加速度的方向
ay
2 arctan(1 4) y
dv 2 v 2 6x dx
v d v (2 6x )d x
2
两边同时积分，即
可得
v
0
vd v 2 6 x 2 d x
x 0
1 2 v 2 x 2 x3 2
v 2 x x
3
1
2
一 选择题 质点作半径为R的变速圆周运动时的加速度大 小为(v表示任一时刻质点的速率) 2 d (A) v d t ． (B) v R ．
a
ay
4 arctan arctan arctan(4) 104 ax 1
《大学物理》各章练习题及答案解析
《大学物理》各章练习题及答案解析第1章 质点运动学一、选择题:1.以下五种运动中,加速度a保持不变的运动是 （ D ） (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．下面表述正确的是（ B ）(A)质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直； (B) 物体作直线运动,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。
3.某质点做匀速率圆周运动，则下列说法正确的是（ C ）(A)质点的速度不变; (B)质点的加速度不变 (C)质点的角速度不变; (D)质点的法向加速度不变4.一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处，其速度大小为（ D ）()()(()22⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dy dt dx D C dtrd B dt drA5. 一质点在平面上运动,运动方程为:j t i t r222+=,则该质点作（ B ）(A)匀速直线运动 (B)匀加速直线运动(C)抛物线运动 (D)一般曲线运动6.一质点做曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a表示加速度，s 表示路程，a t 表示切向加速度，对下列表达式,正确的是（ B ）(A)dt dr v = (B) dt ds v = (C) dtdv a = (D) dt vd a t=7. 某质点的运动方程为 3723+-=t t X （SI ）,则该质点作 [ D ](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8．一质点沿x 轴运动，其运动方程为()SI t t x 3235-=，当t=2s 时，该质点正在（ A ）(A)加速 (B)减速 (C)匀速 (D)静止1.D2. B3. C4.D5.B ，6B ，7A 8 A二 、填空题1. 一质点的运动方程为x =2t ，y =4t 2-6t ，写出质点的运动方程（位置矢量）j t t i t r)64(22-+=，t =1s 时的速度j i v22+=，加速度j a 8=，轨迹方程为x x y 32-=。
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．｜r ∆｜与r ∆ 有无不同?t d d r 和dr dt 有无不同? t d d v 和dv dt有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解: ｜r ∆｜与r ∆ 不同. ｜r ∆｜表示质点运动位移的大小,而r ∆则表示质点运动时其径向长度的增量;t d d r 和dr dt 不同. t d d r 表示质点运动速度的大小,而dr dt则表示质点运动速度的径向分量;t d d v 和dv dt 不同. t d d v 表示质点运动加速度的大小, 而dv dt则表示质点运动加速度的切向分量. 2.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2362x t t =-，式中各量均采用国际单位制，求：（1）第二秒内的平均速度（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 dx v(t )t t dtdv a(t )t dt=-==-==- 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2105(t t t =+r i j ），式中的,t r 分别以m,s 为单位，试求；（1）质点的速度和加速度；（2）质点的轨迹方程。
(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 。
大学物理上 练习册 第1章《质点运动学》答案
第1章 质点运动学一、选择题1(D)，2(B )，3(D)，4(D)，5(B)，6(D)，7(D)，8(E)，9(B)，10(B)， 二、填空题(1). sin 2t A ωω，()ωπ+1221n (n = 0,1,… ), (1). 8 m ，10 m. (2). 23 m/s.(3). 16Rt 2 ，4 rad /s 2(5). 4t 3-3t 2 (rad/s)，12t 2-6t (m/s 2). (6).331ct ，2ct ，c 2t 4/R . (7). 2.24 m/s 2，104o(8). )5c o s 5s i n (50j t i t+-m/s ，0，圆.(4). 02121v v +=kt(5). h 1v /(h 1-h 2)三、计算题1. 有一质点沿x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为x = 4.5 t 2 – 2 t 3 (SI) ．试求：(1) 第2秒内的平均速度； (2) 第2秒末的瞬时速度； (3) 第2秒内的路程．解：(1) 5.0/-==∆∆t x v m/s(2) v = d x /d t = 9t - 6t 2, v (2) =-6 m/s. (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m.2. (1) 对于在xy 平面内，以原点O 为圆心作匀速圆周运动的质点，试用半径r 、角速度ω和单位矢量i 、j表示其t 时刻的位置矢量．已知在t = 0时，y = 0, x = r , 角速度ω 如图所示；(2)由(1)导出速度 v 与加速度 a的矢量表示 式；(3) 试证加速度指向圆心．解：(1) j t r i t r j y i x rsin cos ωω+=+=(2) j t r i t r trcos sin d d ωωωω+-==vj t r i t r ta sin cos d d 22ωωωω--==v (3) ()r j t r i t r asin cos 22ωωωω-=+-=这说明 a 与 r方向相反，即a 指向圆心 。
大学物理规范作业解答(全)
2.一子弹水平地射穿两个前后并排放在光滑水平桌面上 的木块。木块质量分别为m1和m2，测得子弹穿过两木块 的时间分别为Δ t1和Δ t2，已知子弹在木块中受的阻力 为恒力F。求子弹穿过后两木块各以多大的速度运动。 解：两个木块受到子弹给它们的力均为F 穿过木块1 Ft1 ( m1 m2 )v1 0
骑车人速度为u(车对地），人看到雨的速度为v’ （雨对车） 、雨对地的速度v如右图： v u v ' 加速后骑车人速度为u1，人看到 u1 u 雨的速度为v’1 。可得： 60 30 v' v ° v = u1 + v1 ' v '1 u 由图中的关系得： v = = 36km / h cos 60° 方向与竖直方向成30度角偏向西方。
2.一小环可在半径为R的大圆环上无摩擦地滑动，而 大圆环能以其竖直直径为轴转动，如图所示。当圆 环以恒定角速度ω 转动，小环偏离圆环转轴而且相 对圆环静止时，小环所在处圆环半径偏离竖直方向 的角度θ B ( 为 ) (A) θ =π /2 （B）θ =arccos(g/Rω 2) (C)θ =arccos(Rω 2 / g)(D）须由小珠质量决定 解：环受力N的方向指向圆心，mg向下, 法向加速度在水平面内 N sin θ = ma n = ml ω2 N N cos θ = mg 由于 l=Rsinθ
v 抛出后竖直方向的速度为： y v sin gt
x
落地前经过的时间为 t 2v sin g 水平方向做匀速直线运动，抛出的距离为 2v 2 sin cos x v cost v 2 sin 2 / g g x v2 / g 易见：θ=45° 时抛得最远，距离为
I mv mv0 1 1 3 m v0 i m( v 0 i v0 j ) 2 2 2 3 mv0 j 2
工科物理大作业01-质点运动学
0101 质点运动学班号 学号 姓名 成绩一、选择题（在下列各题中，均给出了4个~5个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内）1．在下列关于质点速度的表述中，不可能出现的情况是：A ．一质点具有恒定的速率，但却有变化的速度；B ．一质点向前的加速度减少了，其前进速度也随之减少；C ．一质点加速度值恒定，而其速度方向不断改变；D ．一质点具有零速度，同时具有不为零的加速度。
（ B ）[知识点] 速度v 与加速度a 的关系。
[分析与解答] 速度v 和加速度a 是矢量，其大小或方向中任一项的改变即表示速度或加速度在变化，且当速度与加速度间的方向呈锐角时，质点速率增加，呈钝角时速率减少。
因为质点作匀速运动时速率不变，但速度方向时时在变化，因此，A 有可能出现，抛体运动（或匀速圆周运动）就是加速度值（大小）恒定，但速度方向不断改变的情形，故C 也有可能出现。
竖直上抛运动在最高点就是速度为零，但加速度不为零的情形，故D 也有可能出现。
向前的加速度减少了，但仍为正值，此时仍然与速度同方向，故速度仍在增大，而不可能减少，故选B 。
2． 在下列关于加速度的表述中，正确的是：A ．质点沿x 轴运动，若加速度a < 0，则质点必作减速运动；B ．质点作圆周运动时，加速度方向总是指向圆心；C ．在曲线运动中，质点的加速度必定不为零；D ．质点作曲线运动时，加速度方向总是指向曲线凹的一侧；E ．若质点的加速度为恒失量，则其运动轨迹必为直线；F ．质点作抛物运动时，其法向加速度n a 和切向加速度τa 是不断变化的，因此，加速度22τn a a a +=也是变化的。
（ C 、D ）图1-2[知识点] 加速度a 及运动性质判据[分析与解答] 因为判断作直线运动的质点作加速还是减速运动的判据是看a 和v 的方向关系，即a ，v 同向为加速运动，a ，v 反向则作减速运动，而不是只看a 的正负。
大学物理-质点运动学(答案)
一.选择题:［B］1、一质点沿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=4.5 s时，质点在x轴上的位置为(A) 5m．(B) 2m．(C) 0．(D) -2 m．(E) -5 m.(1 2.5)22(21)122()x m=+⨯÷-+⨯÷=提示：［C］2、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率v收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是(A) 匀加速运动．(B) 匀减速运动．(C) 变加速运动．(D) 变减速运动．(E) 匀速直线运动．提示：如图建坐标系，设船离岸边x米，222l h x=+22dx h xv i v idt x+==-vdv dv dxa idt dx==⋅=-［D］3、一运动质点在某瞬时位于矢径()yxr,的端点处, 其速度大小为(A)trdd(B)trdd(C)提示：,dx dyv i j vdt⎛⎫=+∴=⎪-12［ B ］4、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈．在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为(A) 2πR /T , 2πR/T ． (B) 0 , 2πR /T(C) 0 , 0． (D) 2πR /T , 0.0rv ∆== 2s R =π ［ B ］5、在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2 m/s 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i 、j表示)，那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以m/s 为单位）为(A) 2i ＋2j ． (B) -2i ＋2j ． (C) －2i －2j ． (D) 2i －2j．提示：2(2)B A B A v v v j i →→→=+=+-地地［ D ］6、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30o方向吹来，人感到风从哪个方向吹来？(A)北偏东30︒ (B)北偏西60︒ (C) 北偏东60︒ (D) 北偏西30︒提示：根据v 风对人=v 风对地+v 地对人，三者的关系如图所示：这是个等边三角形，∴人感到风从北偏西300方向吹来。
大学物理规范作业上册答案全
a 16 2m / s
2
7
2.一艘行驶的快艇，在发动机关闭后，有一个与它的速
度方向相反的加速度，其大小与它的速度平方成正
比， 后行驶速度与行驶距离的关系。 解： 作一个变量代换
dv kv 2 ，式中k为正常数，求快艇在关闭发动机 dt
dv dv dx dv a kv v dt dx dt dx dv dv 得 ： kv 到 kdx v dx
0.5tdt 3J 2 或 v2 5i 2 j , v4 5i 4 j 1 2 2 A Ek m(v4 v2 ) 3 J 2
4
18
2. 竖直悬挂的轻弹簧下端挂一质量为m的物体后弹簧伸 长y0且处于平衡。若以物体的平衡位置为坐标原点，相 应状态为弹性势能和重力势能的零点，则物体在坐标为 y时系统弹性势能与重力势能之和是【 D 】 m gy mgy2 m gy0 m gy2 0 mgy m gy （A） （B） （C） 2 （D） 2 2 y0 2y
m 1 AG dAG L gydy m gL 32 4 L 1 A外 AG mgL 32
0
m dAG gydy L
22
三、计算题 2 1.一质点在力 F 2 y i 3xj （SI）的作用下，从原点0 出发，分别沿折线路径0ab和直线路径0b运动到b点，
小不变，受到向心力作用，力的方向时刻变化
物体运动一周后，速度方向和大小不变，动量
变化量为0，冲量为0
11
二、填空题 1 .一物体质量为10 kg，受到方向不变的力F=30+40t (SI)作用，在开始的两秒内，此力冲量的大小等于 ________；若物体的初速度为10m·-1，方向与力方 s 140kg.m/s 24m/s 向相同，则在t =2s时物体速度的大小等于________。
(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． 下列说法中，正确的是：（ ）A. 一物体若具有恒定的速率，则没有变化的速度；B. 一物体具有恒定的速度，但仍有变化的速率；C. 一物体具有恒定的加速度，则其速度不可能为零；D. 一物体具有沿x 轴正方向的加速度而有沿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v 0匀速沿y 轴向下滑动，B 点沿x 轴移动，则B 点的速率为：（ ）A . v 0 sin θB . v 0 cos θC . v 0 tan θD . v 0 / cos θ 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222l y x =+ 对上式两边关于时间求导：0d d 2d d 2=+t y y t x x ，因v =tx d d ，0d d v -=t y ，所以 2x v -2y v 0 = 0 即 v =v 0 y /x =v 0tan θ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，则人头影子移动的速度u 为（ ） A.v H h H - B. v h H H - C. v H h D. v hH 解：答案是B 。
v x选择题2图灯s选择题3图简要提示：设人头影子到灯杆的距离为x ，则H h x s x =-，s hH H x -=， v hH H t s h H H t x u -=-==d d d d 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． ( )解：答案是D5. 一物体从某一确定高度以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：（ ） A. g 0v v -t B. g 20v v -t C. g 202v v -t D. g2202v v -t 解：答案是C 。
第一章质点运动学 作业答案
第一章 质点运动学1 -1 质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,速度为v ,速率为v ,t 至(t ＋Δt )时间内的位移为Δr , 路程为Δs , 位矢大小的变化量为Δr ( 或称Δ｜r ｜),平均速度为v ,平均速率为v ．(1) 根据上述情况,则必有( ) (A) ｜Δr ｜= Δs = Δr(B) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d s ≠ d r (C) ｜Δr ｜≠ Δr ≠ Δs ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r ≠ d s (D) ｜Δr ｜≠ Δs ≠ Δr ,当Δt →0 时有｜d r ｜= d r = d s (2) 根据上述情况,则必有( )(A) ｜v ｜= v ,｜v ｜= v (B) ｜v ｜≠v ,｜v ｜≠ v (C) ｜v ｜= v ,｜v ｜≠ v (D) ｜v ｜≠v ,｜v ｜= v分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt )时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr ｜＝PP ′,而Δr ＝｜r ｜-｜r ｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt →0 时,点P ′无限趋近P 点,则有｜d r ｜＝d s ,但却不等于d r ．故选(B)．(2) 由于｜Δr ｜≠Δs ,故ts tΔΔΔΔ≠r ,即｜v ｜≠v ．但由于｜d r ｜＝d s ,故ts td d d d =r ,即｜v ｜＝v ．由此可见,应选(C)．1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r (x,y )的端点处,对其速度的大小有四种意见,即(1)t rd d ； (2)t d d r； (3)t sd d ； (4)22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x ． 下述判断正确的是( )(A) 只有(1)(2)正确 (B) 只有(2)正确(C) 只有(2)(3)正确 (D) 只有(3)(4)正确 分析与解tr d d 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号v r 表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量；td d r 表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式ts d d =v 计算,在直角坐标系中则可由公式22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=t y t x v 求解．故选(D)．1 -3 质点作曲线运动,r 表示位置矢量, v 表示速度,a 表示加速度,s 表示路程, a ｔ表示切向加速度．对下列表达式,即(1)d v /d t ＝a ；(2)d r /d t ＝v ；(3)d s /d t ＝v ；(4)d v /d t ｜＝a ｔ． 下述判断正确的是( )(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 分析与解td d v 表示切向加速度a ｔ,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用；tr d d 在极坐标系中表示径向速率v r (如题1 -2 所述)；ts d d 在自然坐标系中表示质点的速率v ；而td d v 表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)．1 -4 一个质点在做圆周运动时,则有( ) (A) 切向加速度一定改变,法向加速度也改变 (B) 切向加速度可能不变,法向加速度一定改变 (C) 切向加速度可能不变,法向加速度不变 (D) 切向加速度一定改变,法向加速度不变分析与解 加速度的切向分量a ｔ起改变速度大小的作用,而法向分量a n 起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于a ｔ是否改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, a ｔ恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, a ｔ为一不为零的恒量,当a ｔ改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．1 -5 已知质点沿x 轴作直线运动,其运动方程为32262t t x -+=,式中x 的单位为m,t 的单位为 s ．求：(1) 质点在运动开始后4.0 s 内的位移的大小； (2) 质点在该时间内所通过的路程；(3) t ＝4 s 时质点的速度和加速度．分析 位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线运动且运动方向不改变时,位移的大小才会与路程相等．质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到：0Δx x x t -=,而在求路程时,就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向,此时,位移的大小和路程就不同了．为此,需根据0d d =tx 来确定其运动方向改变的时刻t p ,求出0～t p 和t p ～t 内的位移大小Δx 1 、Δx 2 ,则t 时间内的路程21x x s ∆+∆=,如图所示,至于t ＝4.0 s 时质点速度和加速度可用tx d d 和22d d tx 两式计算．题 1-5 图解 (1) 质点在4.0 s 内位移的大小m 32Δ04-=-=x x x (2) 由 0d d =tx得知质点的换向时刻为s 2=p t (t ＝0不合题意)则m 0.8Δ021=-=x x xm 40Δ242-=-=x x x所以,质点在4.0 s 时间间隔内的路程为m 48ΔΔ21=+=x x s(3) t ＝4.0 s 时1s0.4sm 48d d -=⋅-==t tx v2s0.422m.s36d d -=-==t tx a1 -6 已知质点的运动方程为j i r )2(22t t -+=,式中r 的单位为m,t 的单位为ｓ．求： (1) 质点的运动轨迹；(2) t ＝0 及t ＝2ｓ时,质点的位矢；(3) 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移Δr 和径向增量Δr ；分析 质点的轨迹方程为y ＝f (x ),可由运动方程的两个分量式x (t )和y (t )中消去t 即可得到．对于r 、Δr 、Δr 、Δs 来说,物理含义不同,(详见题1-1分析).解 (1) 由x (t )和y (t )中消去t 后得质点轨迹方程为2412x y -=这是一个抛物线方程,轨迹如图(a)所示．(2) 将t ＝0ｓ和t ＝2ｓ分别代入运动方程,可得相应位矢分别为j r 20= , j i r 242-=图(a)中的P 、Q 两点,即为t ＝0ｓ和t ＝2ｓ时质点所在位置． (3) 由位移表达式,得j i j i r r r 24)()(Δ020212-=-+-=-=y y x x其中位移大小m 66.5)(Δ)(ΔΔ22=+=y x r而径向增量m 47.2ΔΔ2020222202=+-+=-==y x y x r r r r题 1-6 图1 -16 一质点沿半径为R 的圆周按规律2021bt t s -=v 运动,v 0 、b 都是常量．(1) 求t时刻质点的总加速度；(2) t 为何值时总加速度在数值上等于b ？(3) 当加速度达到b 时,质点已沿圆周运行了多少圈？分析 在自然坐标中,s 表示圆周上从某一点开始的曲线坐标．由给定的运动方程s ＝s (t ),对时间t 求一阶、二阶导数,即是沿曲线运动的速度v 和加速度的切向分量a ｔ,而加速度的法向分量为a n ＝v 2 /R ．这样,总加速度为a ＝a ｔe ｔ＋a n e n ．至于质点在t 时间内通过的路程,即为曲线坐标的改变量Δs ＝s t -s 0．因圆周长为2πR,质点所转过的圈数自然可求得．解 (1) 质点作圆周运动的速率为bt ts -==0d d v v其加速度的切向分量和法向分量分别为b ts a t -==22d d , Rbt Ra n 202)(-==v v故加速度的大小为R)(402222bt b a aa a t tn-+=+=v其方向与切线之间的夹角为⎥⎦⎤⎢⎣⎡--==Rb bt a a θt n20)(arctan arctan v(2) 要使｜a ｜＝b ,由b bt b R R=-+4022)(1v 可得 bt 0v =(3) 从t ＝0 开始到t ＝v 0 /b 时,质点经过的路程为bs s s t 220v =-=因此质点运行的圈数为bRRs n π4π22v ==1 -19 一无风的下雨天,一列火车以v 1＝20.0 m·ｓ-1 的速度匀速前进,在车内的旅客看见玻璃窗外的雨滴和垂线成75°角下降．求雨滴下落的速度v2 ．(设下降的雨滴作匀速运动)题 1-19 图分析 这是一个相对运动的问题．设雨滴为研究对象,地面为静止参考系Ｓ,火车为动参考系Ｓ′．v 1 为Ｓ′相对Ｓ 的速度,v 2 为雨滴相对Ｓ的速度,利用相对运动速度的关系即可解．解 以地面为参考系,火车相对地面运动的速度为v 1 ,雨滴相对地面竖直下落的速度为v 2 ,旅客看到雨滴下落的速度v 2′为相对速度,它们之间的关系为1'22v v v += (如图所示),于是可得1o12sm 36.575tan -⋅==v v。
大学物理第一章质点运动学习题解详细完整
第一章 质点运动学1–1 描写质点运动状态的物理量是 ;解：加速度是描写质点状态变化的物理量,速度是描写质点运动状态的物理量,故填“速度”;1–2 任意时刻a t =0的运动是 运动；任意时刻a n =0的运动是 运动；任意时刻a =0的运动是 运动；任意时刻a t =0,a n =常量的运动是 运动;解：匀速率；直线；匀速直线；匀速圆周;1–3 一人骑摩托车跳越一条大沟,他能以与水平成30°角,其值为30m/s 的初速从一边起跳,刚好到达另一边,则可知此沟的宽度为 )m/s 102=g ;解：此沟的宽度为m 345m 1060sin 302sin 220=︒⨯==g R θv1–4 一质点在xoy 平面内运动,运动方程为t x 2=,229t y -=,位移的单位为m,试写出s t 1=时质点的位置矢量__________；s t 2=时该质点的瞬时速度为__________,此时的瞬时加速度为__________;解：将s t 1=代入t x 2=,229t y -=得2=x m,7=y ms t 1=故时质点的位置矢量为j i r 72+=m由质点的运动方程为t x 2=,229t y -=得质点在任意时刻的速度为m/s 2d d ==t x x v ,m/s 4d d t tx y -==v s t 2=时该质点的瞬时速度为j i 82-=v m/s质点在任意时刻的加速度为0d d ==ta x x v ,2m/s 4d d -==t a y y v s t 2=时该质点的瞬时加速度为j 4-m/s 2;1–5 一质点沿x 轴正向运动,其加速度与位置的关系为x a 23+=,若在x =0处,其速度m/s 50=v ,则质点运动到x =3m 处时所具有的速度为__________;解：由x a 23+=得x xt x x t 23d d d d d d d d +===v v v v 故x x d )23(d +=v v积分得⎰⎰+=305d )23(d x x v v v则质点运动到x =3m 处时所具有的速度大小为 61=v m/s=s ；1–6 一质点作半径R =的圆周运动,其运动方程为t t 323+=θ,θ以rad 计,t 以s 计;则当t =2s 时,质点的角位置为________；角速度为_________；角加速度为_________；切向加速度为__________；法向加速度为__________;解： t =2s 时,质点的角位置为=⨯+⨯=23223θ22rad由t t 323+=θ得任意时刻的角速度大小为36d d 2+==t tθω t =2s 时角速度为 =+⨯=3262ω27rad/s任意时刻的角速度大小为t t12d d ==ωα t =2s 时角加速度为 212⨯=α=24rad/s 2t =2s 时切向加速度为=⨯⨯==2120.1t αR a 24m/s 2t =2s 时法向加速度为=⨯==22n 270.1ωR a 729m/s 2；1–7 下列各种情况中,说法错误的是 ;A ．一物体具有恒定的速率,但仍有变化的速度B ．一物体具有恒定的速度,但仍有变化的速率C ．一物体具有加速度,而其速度可以为零D ．一物体速率减小,但其加速度可以增大解：一质点有恒定的速率,但速度的方向可以发生变化,故速度可以变化；一质点具有加速度,说明其速度的变化不为零,但此时的速度可以为零；当加速度的值为负时,质点的速率减小,加速度的值可以增大,所以A 、C 和D 都是正确的,只有B 是错误的,故选B;1–8 一个质点作圆周运动时,下列说法中正确的是 ;A ．切向加速度一定改变,法向加速度也改变B ．切向加速度可能不变,法向加速度一定改变C ．切向加速度可能不变,法向加速度不变D ．切向加速度一定改变,法向加速度不变解：无论质点是作匀速圆周运动或是作变速圆周运动,法向加速度a n 都是变化的,因此至少其方向在不断变化;而切向加速度a t 是否变化,要视具体情况而定;质点作匀速圆周运动时,其切向加速度为零,保持不变；当质点作匀变速圆周运动时,a t 值为不为零的恒量,但方向变化；当质点作一般的变速圆周运动时,a t 值为不为零变量,方向同样发生变化;由此可见,应选B;1–9 一运动质点某瞬时位于位置矢量),(y x r 的端点处,对其速度大小有四种意见： 1t r d d 2t d d r 3t s d d 422d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 下述判断正确的是 ;A ．只有1,2正确B ．只有2,3正确C ．只有3,4正确D ．只有1,3正确 解：tr d d 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中为质点的径向速度,是速度矢量沿径向的分量；t d d r 表示速度矢量；t s d d 是在自然坐标系中计算速度大小的公式；22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 是在真角坐标系中计算速度大小的公式;故应选C;1–10 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 ．一般曲线运动解：由j i r 22bt at +=可计算出质点的速度为j i bt at 22+=v ,加速度为j i b a 22+=a ;因质点的速度变化,加速度的大小和方向都不变,故质点应作变速直线运动;故选B;1–11 一小球沿斜面向上运动,其运动方程为S ＝5＋4t –t 2SI,则小球运动到最高点的时刻是 ;A ．t ＝4sB ．t ＝2sC ．t ＝8sD ．t ＝5s解：小球到最高点时,速度应为零;由其运动方程为S ＝5＋4t –t 2,利用ts d d =v 得任意时刻的速度为 t 24-=v令024=-=t v ,得s 2=t故选B;1–12 如图1-1所示,小球位于距墙MO 和地面NO 等远的一点A ,在球的右边,紧靠小球有一点光源S 当小球以速度V 0水平抛出,恰好落在墙角O 处;当小球在空中运动时,在墙上就有球的影子由上向下运动,其影子中心的运动是 ;A ．匀速直线运动B ．匀加速直线运动,加速度小于gC ．自由落体运动D ．变加速运动解：设A 到墙之间距离为d ;小球经t 时间自A 运动至B;此时影子在竖直方向的位移为S ;t V x 0=, 221gt y = 根据三角形相似得d S x y //=,所以得影子位移为2/V gt x yd S == 由此可见影子在竖直方向作速度为02V g 的匀速直线运动;故选A;1–13 在相对地面静止的坐标系内,A 、B 二船都以2m/s 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 方向单位矢量用i 、j 表示,那么在A 船上的坐标系中,B 船的速度以m/s 为单位为 ;A ．j i 22+B ．j i 22+-C ．j i 22--D ．j i 22+解：选B 船为运动物体,则B 船相对于地的速度为绝对速度j 2=v ,A 船相对于地的速度为牵连速度i 2=0v ,则在A 船的坐标系中,B 船相对于A 船的速度为相对速度v ';因v v v 0'+=,故j i 22+-='v ,因此应选B1–14 2004年1月25日,继“勇气”号之后,“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星;在人类成功登陆火星之前,人类为了探测距离地球大约5103⨯km 的月球,也发射了一种类似四轮小车的月球探测器;它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s 向地球发射一次信号;探测器上还装着两个相同的减速器其中一个是备用的,这种减速器可提供的最大加速度为5m/s 2;某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物;此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作;下表为控制中心的显示屏的数据：图1-1y BM9:10:40 12 已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快;科学家每次分析数据并输入命令最少需要3s;问： 1经过数据分析,你认为减速器是否执行了减速命令2假如你是控制中心的工作人员,应采取怎样的措施加速度需满足什么条件,才可使探测器不与障碍物相撞请计算说明;解：1设在地球和月球之间传播电磁波需时为0t ,则有s 10==c s t 月地从前两次收到的信号可知：探测器的速度为m/s 21032521=-=v 由题意可知,从发射信号到探测器收到信号并执行命令的时刻为9:10:34;控制中心第3次收到的信号是探测器在9:10:39发出的;从后两次收到的信号可知探测器的速度为m/s 2101232=-=v 可见,探测器速度未变,并未执行命令而减速;减速器出现故障;（2）应启用另一个备用减速器;再经过3s 分析数据和1s 接收时间,探测器在9:10:44执行命令,此时距前方障碍物距离s =2m;设定减速器加速度为a ,则有222≤=as v m,可得1≥a m/s 2,即只要设定加速度1≥a m/s 2,便可使探测器不与障碍物相撞;1–15 阿波罗16号是阿波罗计划中的第十次载人航天任务1972年4月16日,也是人类历史上第五次成功登月的任务;1972年4月27日成功返回;照片图1-2显示阿波罗宇航员在月球上跳跃并向人们致意;视频显示表明,宇航员在月球上空停留的时间是;已知月球的重力加速度是地球重力加速度的1/6;试计算宇航员在月球上跳起的高度;解：宇航员在月球上跳起可看成竖直上抛运动,由已知宇航员在空中停留的时间为,故宇航员从跳起最高处下落到月球表面的时间为t =,由于月球的重力加速度是地球的重力加速度的1/6,即g g 61M =,所以 m 43.0725.08.961212122M =⨯⨯⨯==t g h1–16 气球上吊一重物,以速度0v 从地面匀速竖直上升,经过时间t 重物落回地面;不计空气对物体的阻力,重物离开气球时离地面的高度为多少;解：方法一：设重物离开气球时的高度为x h ,当重物离开气球后作初速度为0v 的竖直上抛运动,选重物离开气球时的位置为坐标原点,则重物落到地面时满足图1-220021)(x x x gt h t h --=-v v 其中x h -表示向下的位移,0v x h 为匀速运动的时间,x t 为竖直上抛过程的时间,解方程得 gt t x 02v = 于是,离开气球时的离地高度可由匀速上升过程中求得,其值为)2()(000gt t t t h x x v v v -=-= 方法二：将重物的运动看成全程做匀速直线运动与离开气球后做自由落体运动的合运动;显然总位移等于零,所以0)(21200=--v v x h t g t 解得 )2(00g t t h x v v -=1–17 在篮球运动员作立定投篮时,如以出手时球的中心为坐标原点,作坐标系Oxy 如图1–3所示;设篮圈中心坐标为x ,y ,出手高度为H ,于的出手速度为0v ,试证明球的出手角度θ应满足⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-±=)2(211tan 2022020v v v gx y g gx θ才能投入;证明：设出手后需用时t 入蓝,则有 θt t x x cos 0v v ==20221sin 21gt t gt t y y -=-=θv v 消去时间t ,得 θgx gx αx θgx θx y 22022022202tan 22tan cos 21tan v v v --=-= 图1-3整理得02tan tan 22022202=++-v v gx y θx θgx解之得⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-±=)2(211tan 2022020v v v gx y g gx θ1–18 有一质点沿x 轴作直线运动,t 时刻的坐标为32254t t .x -=SI;试求：1第2s 内的平均速度；2第2s 末的瞬时速度；3第2s 内的路程;解：1将t =1s 代入32254t t .x -=得第1s 末的位置为m 5.225.41=-=x将t =2s 代入32254t t .x -=得第2s 末的位置为m 0.22225.4322=⨯-⨯=x则第2s 内质点的位移为0.5m 2.5m -m 0.212-==-=∆x x x第2s 内的平均速度-0.5m/s 10.5=-=∆∆=t x v 式中负号表示平均速的方向沿x 轴负方向;2质点在任意时刻的速度为269d d t t tx -==v 将s 2=t 代入上式得第2s 末的瞬时速度为 m/s 626292-=⨯-⨯=v式中负号表示瞬时速度的方向沿x 轴负方向;3由069d d 2=-==t t tx v 得质点停止运动的时刻为s 5.1=t ;由此计算得第1s 末到末的时间内质点走过的路程为m 875.05.25.125.15.4321=-⨯-⨯=s 第末到第2s 末的时间内质点走过的路程为m 375.10.25.125.15.4322=-⨯-⨯=s则第2s 内的质点走过的路程为m 25.2375.1875.021=+=+=s s s1–19 由于空气的阻力,一个跳伞员在空中运动不是匀加速运动;一跳伞员在离开飞机到打开降落伞的这段时间内,其运动方程为)e (/k t k t c b y -+-=SI,式中b 、c 和k 是常量,y 是他离地面的高度;问：1要使运动方程有意义,b 、c 和k 的单位是什么2计算跳伞员在任意时刻的速度和加速度;解：1由量纲分析,b 的单位为m,c 的单位为m/s,k 的单位为s;2任意时刻的速度为)e 1(d d /k t c ty -+-==v 当时间足够长时其速度趋于c -;任意时刻的加速度为k t kc t a /ed d -==v 当时间足够长时其加速度趋于零;1–20 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2d d v v K t-=,式中K 为常量;试证明电艇在关闭发动机后又行驶x 距离时的速度为Kx -=e 0v v 其中0v 是发动机关闭时的速度; 证明：由2d d v v K t-=得 2d d d d d d v v v v K xt x x -== 即x K d d -=vv 上式积分为⎰⎰-=x x K 0d d 0v v v v 得 Kx -=e 0v v1–21 一质点沿圆周运动,其切向加速度与法向加速度的大小恒保持相等;设θ为质点在圆周上任意两点速度1v 与2v 之间的夹角;试证：θe 12v v =;证明：因R a 2n v =,ta d d t v =,所以 t R d d 2v v =dsv v d d = 即vv d d =R s 对上式积分⎰⎰=2d d 0v v v v s R s得 12ln v v =R s 12ln v v ==R s θ 所以 θe 12v v =1–22 长为l 的细棒,在竖直平面内沿墙角下滑,上端A 下滑速度为匀速v ,如图1-4所示;当下端B 离墙角距离为xx<l 时,B 端水平速度和加速度多大解：建立如图所示的坐标系;设A 端离地高度为y ;∆AOB 为直角三角形,有222l y x =+ 方程两边对t 求导得 0d d 2d d 2=+t y y t x x所以B 端水平速度为 t y x y t x d d d d -=v xy =v x x l 22-= B 端水平方向加速度为v 222d /d d /d d d x tx y t y x t x-=232v x l -=1–23 质点作半径为m 3=R 的圆周运动,切向加速度为2t ms 3-=a ,在0=t 时质点的速度为零;试求：1s 1=t 时的速度与加速度；2第2s 内质点所通过的路程;图1-4解：1按定义ta d d t v =,得 t a d d t =v ,两端积分,并利用初始条件,可得 ⎰⎰⎰==t t t a t a 0t 0t 0d d d v v t t a 3t ==v当s 1=t 时,质点的速度为 m/s 3=v方向沿圆周的切线方向;任意时刻质点的法线加速度的大小为2222n m/s 39t Rt R a ===v 任意时刻质点加速度的大小为242n 2t m/s 99t a a a +=+=任意时刻加速度的方向,可由其与速度方向的夹角θ给出;且有22t n 33tan t t a a ===θ 当s 1=t 时有24m/s 23199=⨯+=a ,1tan =θ注意到0t >a ;所以得︒=45θ2按定义ts d d =v ,得t s d d v =,两端积分可得 ⎰⎰⎰==t t t s d 3d d v故得经t 时间后质点沿圆周走过的路程为C t s +=223 其中C 为积分常数;则第2s 内质点走过的路程为：m 5.4)123()223()1()2(22=+⨯-+⨯=-=∆C C s s s1–24 一飞机相对于空气以恒定速率v 沿正方形轨道飞行,在无风天气其运动周期为T ;若有恒定小风沿平行于正方形的一对边吹来,风速为)1(<<=k k V v ;求飞机仍沿原正方形对地轨道飞行时周期要增加多少解：依题意,设飞机沿如图1-5所示的ABCD 矩形路径运动,设矩形每边长为l ,如无风时,依题意有 vl T 4= 1 图1-5当有风时,设风的速度如图1-5所示,则飞机沿AB 运动时的速度为v v v k V +=+,飞机从A 飞到B 所花时间为vv k l t +=1 2 飞机沿CD 运动时的速度为v v v k V -=-,飞机从C 飞到D 所花时间为vv k l t -=2 3 飞机沿BC 运动和沿DA 运动所花的时间是相同的,为了使飞机沿矩形线运动,飞机相对于地的飞行速度方向应与运动路径成一夹角,使得飞机速度时的速度v 在水平方向的分量等于v k -,故飞机沿BC 运动和沿DA 运动的速度大小为222v v k -,飞机在BC 和DA 上所花的总时间为22232v v k lt -= 4综上,飞机在有风沿此矩形路径运动所花的总时间,即周期为2223212vv v v v v k l k l k l t t t T -+-++=++=' 5 利用1式,5式变为)1(4)4()1(4)11(22222k k T k k T T --≈--+='飞机在有风时的周期与无风时的周期相比,周期增加值为43)1(4)4(222T k T k k T T T T =---≈'-=∆。
大学物理01章试题库质点运动学
《大学物理》试题库管理系统内容第一章 质点运动学1 题号：01001 第01章 题型：选择题 难易程度：容易 试题: 下列那一个物理量是被称为质点的运动方程（ ）．A.位置矢量B.位移C.速度D.加速度 答案: A2 题号：01002 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 某物体作单向直线运动，它通过两个连续相等位移后，平均速度的大小分别为1211s m 15,s m 10--⋅=⋅=v v ．则在全过程中该物体平均速度的大小为（ ）．A.1s m 12-⋅B.1s m 5.12-⋅C.1s m 75.11-⋅D.1s m 75.13-⋅ 答案: A3 题号：01003 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 在相对地面静止的坐标系内，A 、B 两船都以1s m 2-⋅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 方向的单位矢量用j i,表示），那么在A 船上看，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-答案: A4 题号：01004 第01章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 某质点的运动方程为j Bt At i Bt At r θθsin )(cos )(22+++=，其中θ,,B A 均为常量，且,0,0>>B A 则质点的运动为（ ）．A.匀加速直线运动B.匀减速直线运动C.圆周运动D.一般的平面曲线运动 答案: A5 题号：01005 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 某质点的速度为j t i v82-=，已知0=t 时它过点（3，-7），则该质点的运动方程为（ ）．A.j t i t )74()32(2+-+B.j t i t 242-C.j8- D.不能确定答案: A6 题号：01006 第01章题型：选择题难易程度：较难试题: 在下列情况下，不可能出现的是（）．A.一质点向前的加速度减小了，其前进速度也随之减小B.一质点具有恒定的速率，但却有变化的速度C.一质点加速度恒定，而速度方向不断改变D.一质点具有零速度，同时具有不为零的加速度答案: A7 题号：01007 第01章题型：选择题难易程度：较难试题: 下列表述中正确的是（）．A.在曲线运动中质点的加速度必定不为零B.若质点的加速度为恒矢量，则质点的运动轨迹必为直线C.质点沿x轴运动，若加速度的大小为负值，则质点必作减速运动D.质点在作抛体运动的过程中，其法向加速度和切向加速度都在随时间不断变化，因此和加速度也在随时间不断变化答案: A8 题号：01008 第01章题型：选择题难易程度：适中试题: 两辆汽车甲、乙在平直公路上以相同的速率v沿相同的方向并排行驶．下列说法中错误的是（）．A.以相同速率迎面驶来的汽车丙为参考系，汽车甲、乙相对于汽车丙都是静止的B.以相同速率迎面驶来的汽车丙为参考系，汽车甲、乙都以v2的速率运动C.以汽车甲为参考系，汽车乙相对于甲是静止的D.以地面为参考系，汽车甲、乙均以速率v运动答案: A9 题号：01009 第01章题型：选择题难易程度：适中试题: 如图所示，质点作匀速率圆周运动，其半径为R ，从P 点出发，经过半个圆周而运动到了Q 点，则下列表达式中不正确的是（ ）．A.速度增量0=v∆ B.速率增量0=v ∆ C.位移大小R r 2=∆ D.路程R S π= 答案: A10 题号：01010 第01章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 质点沿半径m 1=R 的轨道作圆运动，在某时刻的角速度为1s rad -⋅=1ω，角加速度为2s rad -⋅=1β，则质点在该时刻的速度和加速度的大小分别是（ ）．A.1s m -⋅1，2s m -⋅2 B.1s m -⋅1，2s m -⋅1 C.1s m -⋅2，2s m -⋅1 D.1s m -⋅2，2s m -⋅2答案: A11 题号：01011 第01章 题型：选择题 难易程度：难试题: 一质点沿x 轴作直线运动的运动方程为3224t t x -=，当质点再次返回到原点时，其速度和加速度分别为（ ）．A. 1s m -⋅-8，2s m -⋅-16B.1s m -⋅-8，2s 16m -⋅C. 1s m -⋅8，2s m -⋅16D.1s m -⋅8，2s 16m -⋅- 答案: A12 题号：01012 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 质点在xoy 平面内作曲线运动，则质点速率的表达式不正确的是（ ）．A.dt dr v =B.dt r d v =C.22⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=dt dy dt dx v D.dt ds v =答案: A13 题号：01013 第01章 题型：选择题 难易程度：适中Q试题: 以初速0v 将一物体斜向上抛，抛射角为θ，不计空气阻力，则物体在轨道最高点处的曲率半径为（ ）．A.g v θ220cosB.20v g C.g v θsin 0 D.不能确定答案: A14 题号：01014 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 根据瞬时速度v的定义，若在直角坐标系中，则下列那一个选项可表示速度的大小（ ）．A.k dt dz j dt dy i dt dx ++B.dtdz dt dy dt dx ++ C.222⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛dt dz dt dy dt dx D.dt dr答案: A15 题号：01015 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 根据瞬时加速度a的定义，若在直角坐标系中，则下列那一个选项可表示加速度的大小（ ）．A.k dt z d j dt y d i dt x d222222++ B.222222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛dt z d dt y d dt x d C. D.22dtr d 答案: A16 题号：01016 第01章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 已知质点以速率()124-⋅+=s m t v 作直线运动，把质点运动的直线作为ox 轴，并已知s 3=t 时，质点位于m 3=x 处，则质点的运动学方程为（ ）．A.123143-+=t t x B.123143++=t t x C.3314t t x += D.331t x = 答案: A17 题号：01017 第01章 题型：选择题 难易程度：适中222222dt z d dt y d dt x d ++试题: 下图中能正确表示质点在曲线轨迹上P 点的运动为减速运动的是（ ）． 答案: A18 题号：01018 第01章 题型：选择题 难易程度：适中 试题: 质点在平面上作圆运动时，下列那一选项是正确的（ ）．A.0=dt dr ，0≠dt r dB.0=dt dr ，0=dtr dC.0≠dt dr ，0=dt r dD.0≠dt dr ，0≠dtr d答案: A19 题号：01019 第01章 题型：选择题 难易程度：较难 试题: 质点在平面上作匀速率曲线运动时，下列那一选项是正确的（ ）．A.0=dt dv ，0≠dt v dB.0≠dt dv ，0=dtv d C.0=dt dv ，0=dt v d D.0≠dt dv ，0≠dtv d答案: A20 题号：01020 第01章 题型：选择题 难易程度：难 试题: 质点在平面上作匀变速率曲线运动时，下列那一选项是正确的（ ）．A.0=dt da ，0≠dt a dB.0≠dt da ，0=dta d C.0=dt da ，0=dt a d D.0≠dt da ，0≠dta d答案: A21 题号：01021 第01章 题型：填空题 难易程度：适中A.B.C.D.试题: 物理学中把研究机械运动的规律及其应用的学科称之为力学，而研究物体位置随时间的变化或运动轨道问题但不涉及物体发生运动变化原因的学科称之为 ． 答案: 运动学22 题号：01022 第01章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 位置矢量和位移是描述质点运动状态的物理量， 是描述质点运动状态变化的物理量． 答案: 加速度23 题号：01023 第01章 题型：填空题 难易程度：适中 试题: 由于运动具有相对性所以描述运动时我们首先必须选 ． 答案: 参照系24 题号：01024 第01章 题型：填空题 难易程度：适中 试题: 宇宙中的所有物体都处于永不停止的运动中，这说明运动具有 ． 答案: 绝对性25 题号：01025 第01章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 若速度与加速度之间满足关系a v⊥，则速度的方向与加速度的方向 ． 答案: 相互垂直26 题号：01026 第01章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 若速度与加速度之间满足关系a v//，则该质点一定作 ，但既有可能作加速度运动，也有可能作减速运动． 答案: 直线运动27 题号：01027 第01章 题型：填空题 难易程度：适中 试题: 若矢量B A -=，则矢量A 与B的大小相等，方向 ． 答案: 相反28 题号：01028 第01章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 若质点在t 时刻的位置矢量为t r ，在t t ∆+时刻的位置矢量为t t r ∆+，则该质点在t ∆时间内的位移为 ．答案: t t t r r r-=+∆∆试题: 对于同一参考系而言，若在t 时刻质点A 的运动速度为A v、质点B 的运动速度为B v，则质点B 相对于A 的速度为 ． 答案: A B v v-30 题号：01030 第01章 题型：填空题 难易程度：容易试题: 在国际单位制中，若描述质点运动的位置矢量为()()j t i t r 3232+= ，则质点在t 时刻的加速度为 ．答案: ()[]j t i a184+=31 题号：01031 第01章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 若质点作曲线运动时，切线加速度的大小0>τa ，则该质点作曲线运动的速率 ． 答案: 增大32 题号：01032 第01章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 若质点作曲线运动时，切线加速度的大小0=τa ，则该质点一定作 ． 答案: 匀速率圆周运动33 题号：01033 第01章 题型：填空题 难易程度：较难 试题: 若运动质点的法线加速度的大小0=n a ，则该质点一定作 ． 答案: 直线运动34 题号：01034 第01章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 若某时刻质点作曲线运动的法线加速度大小为n a ，速率为v ，则该时刻质点所在位置处曲线的曲率半径为 ．答案: na v 235 题号：01035 第01章 题型：填空题 难易程度：容易试题: 对于作圆运动的质点而言，若圆的半径为R ，质点的角加速度为β，则质点的切线加速度的大小为 ． 答案: βτR a =试题: 对于作圆运动的质点而言，若圆的半径为R ，质点在某时课的角加速度为β，速率为v ，则质点的加速度为 ．答案: τβR n Rv +2 37 题号：01037 第01章 题型：填空题 难易程度：适中 试题: 某质点沿半径为1m 的圆周运动，在国际单位制中其角运动方程为2t t ππθ+=，则质点的角加速度β为 ．答案: 2s rad -⋅π238 题号：01038 第01章 题型：填空题 难易程度：难试题: 某质点沿半径为1m 的圆周运动，在国际单位制中其角运动方程为2t πθ=，则质点的加速度a为 ． 答案: ()()τππ222+n t39 题号：01039 第01章 题型：填空题 难易程度：难 试题: 某质点从j r50-=位置开始运动，在国际单位制中其速度与时间的关系为,532j i t v += 则质点到达x 轴所需的时间为 ．答案: s 1=t40 题号：01040 第01章 题型：填空题 难易程度：难 试题: 某质点从j r50-=位置开始运动，在国际单位制中其速度与时间的关系为,532j i t v += 则此时质点在x 轴上的位置为 ．答案: m 3=x41 题号：01041 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 已知一质点的运动方程为2218,2t y t x -==，其中x 、 y 以m 计，t 以s 计．求：（1）质点的轨道方程并画出其轨道曲线；（2）质点的位置矢量；（3）质点的速度；（4）前2 s 内的平均速度；（5）质点的加速度．答案: （1）将质点的运动方程消去时间参数t ，得质点轨道方程为2182x y -=，质点的轨道曲线如图所示．（2）质点的位置矢量为j t i t r )218(22-+=．（3）质点的速度为j t i r v 42-==． （4）前2s 内的平均速度为2)0()2(--=r r v []{}j i j j i 4218)2218(22212-=-⨯-+⨯= （5）质点的加速度为j r a4-== 42 题号：01042 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 如图所示，A 、B 两物体由一长为l 的刚性细杆相连，A 、B 两物体可在光滑轨道上滑行．若物体A 以确定的速率v 向x 轴正向滑行，当6πα=时，物体B 的速度是多少？ 答案: 根据题意，得i v i dt dx v A == j dt dy v B =因为 222)()(l t y t x =+所以 022=+dt dy y dt dxx故 j v j dt dx y x j dt dy v B αtan -=-== 当6πα=时，j v j v v B 336tan -=-=π43 题号：01043 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 证明假定质点沿x 轴作匀加速直线运动，加速度a 不随时间变化，初位置为0x ，初速度为0v ，则)(2022x x a v v -=-． 答案: 因为dtdva =，所以adt dv =对其两边取定积分可得 ⎰⎰=tvv adt dv 0， at v v +=0 （1） 又因为at v dt dx+=0，所以 ()dt at v dx +=0，对其两边取定积分可得 ()⎰⎰+=t x x dt at v dx 000 ， 20021at t v x x ++= （2）联立（1）和（2）可得)(2022x x a v v -=-． 44 题号：01044 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 一质点沿x 轴正向运动，其加速度为kt a =，若采用国际单位制（SI ），则式中常数k 的单位（即量纲）是什么？当0=t 时，00,x x v v ==，试求质点的速度和质点的运动方程．答案: 因为kt a =，所以tak =．故32T L T T L dim dim dim --⋅=⋅==t a k ．又因为kt dt dv a ==，所以有ktdt dv =，作定积分有⎰⎰=t v v ktdt dv 00，2021kt v v +=而2021kt v dt dx v +==，所以dt kt v dx ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2021，再作定积分有⎰⎰⎪⎭⎫⎝⎛+=t x x dt kt v dx 020210，得 30061kt t v x x ++=．45 题号：01045 第01章 题型：计算题 难易程度：较难试题: 一人乘摩托车跳越一个大矿坑，他以与水平成22．5︒夹角的初速度1s m 65-⋅从西边起跳，准确地落在坑的东边．已知东边比西边低70m ，忽略空气阻力，且取2s m 10-⋅=g ，问：（1）矿坑有多宽，他飞越的时间有多（2）他在东边落地时的速度多大？速度与水平面的夹角多大？ 答案: 据题意建立坐标系如图所示．（1）若以摩托车和人作为一质点，则其运动方程为()()⎪⎩⎪⎨⎧-+==20000021sin cos gt t v y y t v x θθ运动速度为⎩⎨⎧-==gt v v v v yx 0000sin cos θθ当到达东边落地时0=y 有()021sin 2000=-+gt t v y θ，将m 700=y ，2s m 10-⋅=g ，10s m 65-⋅=v ，5.220=θ︒代入解之得他飞越矿坑的时间为s 0.7=t （另一根舍去），矿坑的宽度为m 420=x ．（2）在东边落地时s 0.7=t ，其速度为⎪⎩⎪⎨⎧⋅-=-=⋅==--100100s m 9.44sin sm 1.60cos gt v v v v yx θθ 于是落地点速度的量值为122s m 0.75-⋅=+=y x v v v此时落地点速度与水平面的夹角为37tan 1==-xy v v θ︒46 题号：01046 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 一质点沿半径为R 的圆周运动，其角位置与时间的函数关系式（即角量运动方程）为2t t ππθ+=，取SI 制，则质点的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度各是什么？答案: 因为2t t ππθ+=，所以质点的角速度t dtd ππθω2+==，质点的角加速度为πωβ2==dtd ，质点的切向加速度为R R a πβτ2==，质点的法向加速度为()R t R a n 222ππω+==．47 题号：01047 第01章 题型：计算题 难易程度：难试题: 已知某质点的运动方程为()()j t d c i t b a rωωsin cos +++=，取SI 制，其中a 、b 、c 、d 、ω均为常量．（1）试证明质点的运动轨迹为一椭圆；（2）试证明质点的加速度恒指向椭圆的中心；（3）试说明质点在通过图中给定点P 时，其速率是增大还是减小？答案: （1）由题意知⎩⎨⎧+=+=t d c y tb a x ωωsin cos ，所以消去时间参数得质点的运动轨迹为1)()(2222=-+-dc y b a x （椭圆） （2）质点的速度为()()j t d i t b r ωωωωcos sin +-=质点的加速度为()()j t d i t b r ωωωωsin cos 22-+-=()()[](){}j c i a j t d c i t b a+-+++-=ωωωsin cos 2()[]j c i a r+--=2ω可见，质点的加速度与矢量()j c i a r+-的方向相反，由图可知，加速度的方向恒指向椭圆的中心（a ，b ）（3）当0=t ω时，⎩⎨⎧=+=c y b a x 质点位于),(c b a +点；当2πω=t 时，⎩⎨⎧+==d c y a x ，质点位于),(d c a +点．由图可知，质点从),(c b a +点向着),(d c a +点运动，所以质点在作逆时针运动．在P 点处，由于切向加速度τa 与运动速度v的方向相反，所以质点通过P 点时的速率在减小．48 题号：01048 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 已知某质点在0=t 时刻位于)m (320j i r +=点处，且以初速00=v，加速度)s m (432-⋅+=j i a运动．试求：（1）质点在任意时刻的速度；（2）质点的运动方程． 答案: （1）由题意可知j i dtvd 43+=即()dt j i v d 43+=，对其两边取积分有()⎰⎰+=t v v dt j i v d 0430所以质点在任意时刻的速度为j t i t v43+=．（2）由j t i t v 43+=可得j t i t dtrd 43+=，即()dt j t i t r d 43+=，对其两边取积分有()⎰⎰+=t rr dt j t i t r d 0430 即022223r j t i t r ++= 所以代入j i r 320+=可得质点的运动方程为()j t i t r3222322++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=．49 题号：01049 第01章 题型：计算题 难易程度：难试题: 已知某质点的运动方程为()()(m)4322j t i t r++=，试求：（1）s 1=t 时切向加速度和法向加速度的大小；（2）s 1=t 时的曲率半径．答案: （1）因为 ()()j t i t r4322++=所以质点在任意时刻的速度和加速度分别为j t i dt r d v 62+==；j dtvd a 6==故质点在任意时刻速度的大小即速率为()22291262t t v +=+= 于是质点在任意时刻切向加速度的大小为()2912t dt ddt dv a +==τ29118tt +=由此可知，质点在s 1=t 时切向加速度的大小为2s m 69.59118-⋅=+=τa 质点在s 1=t 时法向加速度的大小为()22222s m 91.169.56-⋅=-=-=τa a a n（2）因为质点在s 1=t 时速度的大小为12s m 1021912-⋅=⨯+=v所以s 1=t 时的曲率半径为m 2191.1402===n a v R50 题号：01050 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 一质点在平面上作曲线运动，1t 时刻位置矢量为j i r621+-=，2t 时刻的位置矢量为j i r422+=，求：（1）在12t t t -=∆时间内质点的位移矢量式；（2）该段时间内位移的大小和方向；（3）在坐标图上画出1r ，2r及r ∆．（题中r 以m 计，t 以s 计）答案: （1）在12t t t -=∆时间内质点的位移矢量式为m )24(12j i r r r-=-=∆（2）该段时间内位移的大小为m 52)2(422=-+=∆r该段时间内位移的方向与x 轴的夹角为16.2642tan -=⎪⎭⎫⎝⎛-=-α （3）坐标图上的表示如图．51 题号：01051 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 某质点作直线运动，其运动方程为241t t x -+=，其中x 以m 计，t 以s 计．求：（1）第三秒末质点的位置；（2）头三秒内的位移大小；（3）头三秒内经过的路程． 答案: （1）第三秒末质点的位置为m 43341)3(2=-⨯+=x（2）头三秒内的位移大小为m 3)0()3(=-x x （3）因为质点作反向运动时有0)(=t v ，所以令0=dtdx，即024=-t ，s 2=t ，因此头三秒内经过的路程为m 51554)0()2()2()3(=-+-=-+-x x x x52 题号：01052 第01章 题型：计算题 难易程度：较难试题: 已知某质点的运动方程为22,2t y t x -==，式中t 以s 计，x 和y 以m 计．（1）计算并图示质点的运动轨迹；（2）求出s 1=t 到s 2=t 这段时间内质点的平均速度；（3）计算s 1末和s 2末质点的速度；（4）计算s 1末和s 2末质点的加速度．答案: （1）由质点运动的参数方程22,2t y t x -==消去时间参数t 得质点的运动轨迹为)0(,422>-=x x y(运动轨迹如图所示．（2）根据题意可得质点的位置矢量为j t i t r )2()2(2-+=所以s 1=t 到s 2=t 这段时间内质点的平均速度为)s (m 3212)1()2(1-⋅-=--=∆∆=j i r r t r v（3）由位置矢量求导可得质点的速度为j t i r v )2(2-==所以s 1末和s 2末质点的速度分别为)s (m 22)1(1-⋅-=j i v 和)s (m 42)2(1-⋅-=j i v．（4）由速度求导可得质点的加速度为j v a 2-==所以s 1末和s 2末质点的加速度为)s (m 2)2()1(-2⋅-==j a a53 题号：01053 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 湖中有一小船，岸边有人用绳子跨过离河面高H 的滑轮拉船靠岸如图所示．设绳子的原长为0l ，人以匀速0v拉绳，试描述小船的运动．答案: 建立坐标系如图所示．按题意，初始时刻（0=t ），滑轮至小船的绳长为0l ，在此后某时刻t ，绳长减小到t v l 00-，此时刻船的位置为()2200H t v l x --=这就是小船的运动方程，将其对时间求导可得小船的速度为()()αcos 02200000v H t v l v t v l dtdxv -=----==将其对时间再求导可得小船的加速度为()[]322032200220x H v Ht v lH v dtdv a -=---==其中负号说明了小船沿x 轴的负向（即向岸靠拢的方向）作变加速直线运动，离岸越近（x 越小），加速度的绝对值越大．54 题号：01054 第01章 题型：计算题 难易程度：容易 试题: 大马哈鱼总是逆流而上，游到乌苏里江上游去产卵，游程中有时要跃上瀑布．这种鱼跃出水面的速度可达1h km 32-⋅．它最高可跃上多高的瀑布？和人的跳高记录相比如何？答案: 鱼跃出水面的速度为11s m 89.8h km 32--⋅=⋅=v ，若竖直跃出水面，则跃出m 03.422==gv h此高度和人的跳高记录相比较，差不多是人所跳高度的两倍．55 题号：01055 第01章 题型：计算题 难易程度：较难试题: 一人站在山坡上，山坡与水平面成α角，他扔出一个初速为0v 的小石子，0v 与水平面成θ角（向上）如题图所示．（1）若忽略空气阻力，试证小石子落到了山坡上距离抛出点为S 处，有αθαθ220cos cos )sin(2g v S +=．（2）由此证明对于给定的0v 和α值时S 在24απθ-=时有最大值.cos )1(sin 220max ααg v S +=答案: （1）建立如题图所示的坐标系，则小石子的运动方程为 ()()⎪⎩⎪⎨⎧-==20021sin cos gt t v y t v x θθ 当小石子落在山坡上时，有 ⎩⎨⎧-==ααsin cos S y S x 联立以上四个方程，求解可得小石子在空中飞行的时间（即从抛出到落在山坡上时所经历的时间）t 所满足的方程为0)cos tan (sin 202=+-t gv t θαθ 解之得)cos tan (sin 20θαθ+=gv t 0=t 是不可能的，因0=t 时小石子刚要抛出．所以小石子落在山坡上的距离为()αθαθαθα2200cos cos )sin(2cos cos cos g v t v xS +===（2）给定0v 和α值时，有)(θS S =，求S 的最大值，可令0=θd dS，即 0cos )2cos(2220=+ααθg v亦即 24απθ-=此时022<θd S d ，所以S 有最大值，且最大值为.cos )1(sin 220max ααg v S +=56 题号：01056 第01章 题型：计算题 难易程度：难试题: 一人扔石子的最大出手速度为10s m 25-⋅=v ．他能击中一个与他的手水平距离为m 50=L ，高为m 13=h 处的一目标吗？在这个距离上他能击中的最大高度是多少？答案: 设抛射角为θ, 则已知条件如图所示, 于是石子的运动方程为()()⎪⎩⎪⎨⎧-==20021sin cos gt t v y tv x θθ可得石子的轨迹方程为θθ2202cos 2tan v gxx y -=假若石子在给定距离上能够击中目标，可令L x =此时有 θθ2202cos 2tan v gL L y -=，即20222022tan tan 2v gL L v gL y -+-=θθ若以θtan 为函数，令0)(tan =θd dy，有gL v 20tan =θ，此时0)(tan 22<θd y d ，即在给定已知条件及给定距离上能够击中目标的最大高度为m 3.12max =y ，故在给定距离上他不能击中m 13=h 高度处的目标．x57 题号：01057 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 如果把两个物体A 和B 分别以初速度A v 0和B v 0抛出去．A v 0与水平面的夹角为α，B v 0与水平面的夹角为β，试证明在任意时刻物体B 相对于物体A 的速度为常矢量．答案: 两物体在忽略风力的影响之后，将在一竖直面内作上抛运动，如图所示．则两个物体的速度分别为()()()()⎪⎩⎪⎨⎧-+=-+=jgt v i v v j gt v i v v B B B AA Aββααsin cos sin cos 0000 所以在任意时刻物体B 相对于物体A 的速度为()()jv v iv v v v A B A B A Bαβαβsin sin cos cos 0000-+-=-是一与时间无关的常矢量．58 题号：01058 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 如果已测得上抛物体两次从两个方向经过两个给定点的时间，即可测出该处的重力加速度．若物体沿两个方向经过水平线A 的时间间隔为A t ∆，而沿两个方向经过水平线A 上方h 处的另一水平线B 的时间间隔为B t ∆，设在物体运动的范围内重力加速度为常量，试求该重力加速度的大小．答案: 设抛出物体的初速度为0v ，抛射角为θ，建立如图所示的坐标系，则()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=202021sin 21sin B B B A A A gt t v h gt t v h θθ 所以⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=+-02sin 202sin 20202g h t g v t g h t g v t B B BA A Aθθ 于是有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-+=∆-=-+=∆g h g v t t t t t g h g v t t t t t B B B B B B A A A A A A 8sin 44)(8sin 44)(222021221222021221θθ 此二式平方相减可得22228)(8BABAA B t t htt h h g ∆-∆=∆-∆-=． 注意此方法也是实验测量重力加速度的一种方法．59 题号：01059 第01章 题型：计算题 难易程度：容易试题: 一质点从静止出发沿半径为R =1m 的圆周运动，其角加速度随时间的变化规律是）（SI 6122t t -=β，试求质点的角速度和切向加速度的大小．答案: 因为t t 6122-=β，所以()dt t t d 6122-=ω，于是有()⎰⎰-=tdt t t d 020612ωω，故质点的角速度的大小为2334t t -=ω，切向加速度的大小为，t t R a 6122-==βτ．60 题号：01060 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 一质点作圆周运动的方程为242t t -=θ（θ以rad 计，计以s t ）．在0=t 时开始逆时针旋转，问：（1）s 5.0=t 时，质点以什么方向转动；（2）质点转动方向改变的瞬间，它的角位置θ等于多大？答案: （1）因质点作圆运动角速度方向改变瞬时，0==dtd θω，即082=-t ，s 25.0=t 所以s 5.0=t 时，质点将开始以顺时针方向转动．（2）质点转动方向改变的瞬间，它的角位置为rad 25.0)25.0(425.02)25.0(2=⨯-⨯=θ61 题号：01061 第01章 题型：计算题 难易程度：较难试题: 质点从静止出发沿半径R =3m 的圆周作匀变速运动，切向加速度2s m 3-⋅=τa ．问：（1）经过多少时间后质点的总加速度恰好与半径成o 45角？（2）在上述时间内，质点所经历的角位移和路程各为多少？答案: 因为3==dtdva τ，所以dt dv 3=，即⎰⎰=t v dt dv 003故质点作圆运动的瞬时速率为t v 3=．质点的法向加速度的大小为()222333t t R v a n ===其方向恒指向圆心．于是总加速度为()ττ 332+=+=n t a a a n ，其中n 为沿半径指向圆心的单位矢量，τ为切向单位矢量．（1）设总加速度a与半径的夹角为α，如图所示，则ταa a =sin ，n a a =αcos当045=α时有τa a n =，即332=t ，1=t （负根舍去），所以s 1=t 时，a与半径成045角．（2）因为t v dtds3==，所以⎰⎰=100)3(dt t ds s 故在这段时间内质点所经过的路程为m 5.1=s ，角位移为rad 5.035.1===R s θ∆．62 题号：01062 第01章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 汽车在半径为m 400=R 的圆弧弯道上减速行驶．设某一时刻，汽车的速率为1s m 10-⋅=v ，切向加速度的大小为2s m 2.0-⋅=τa ．求汽车的法向加速度和总加速度的大小和方向．答案: 已知条件如图所示．汽车的法向加速度为222s m 25.040010-⋅===R v a n汽车的总加速度为()()22222s m 32020250-⋅=+=+=...a a a n τ所以)s (m )2.0(25.02-⋅-+=+=ττ n a a a n ，故加速度a与v 的夹角为041282.025.0tan tan 011'=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=--ταa a nττ。
大学物理习题精选 - 第01章 质点运动学
1.5 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖
中的船向岸边运动。设该人以匀速率 v0 收绳，绳不伸长且湖水静止，小船的速率 为 v ，则小船作（ ）
-1-
姓名 HZAU
班级
学号
《大学物理习题精选》 第 1 章 质点运动学
（A） 匀加速运动， v v0
cos
（B） 匀减速运动， v v0cos （C） 变加速运动， v v0
《大学物理习题精选》 第 1 章 质点运动学
Rev. 3.0
1.8 质点沿直线运动，加速度 a 4 t 2 ，式中 a 的单位为 ms2 ，t 的单位为
ｓ。如果当 t 3 s 时， x 9 m ， v 2 m s1 ，求质点的运动方程。
1.9 一质点在半径为0.10 m的圆周上运动，其角位置为 θ 2 4t3 ，式中 θ 的 单位为 rad ， t 的单位为 s 。
（4）
dx
2
dy
2
。
dt dt
（B） 只有（2）正确 （D） 只有（3）（4）正确
1.3 质点作曲线运动，r 表示位置矢量， v 表示速度，a 表示加速度， s 表示
路程， at 表示切向加速度。对下列表达式，即
（1） dv
dt
a ；（2） dr dt
v ；（3） ds
dt
v ；（4）
dv
（1）求在 t 2.0 s 时质点的法向加速度和切向加速度。
（2）当切向加速度的大小恰等于总加速度大小的一半时， θ 值为多少？ （3） t 为多少时，法向加速度和切向加速度的值相等？
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姓名 HZAU
班级
学号
《大学物理习题精选》 第 1 章 质点运动学
(完整版)大学物理学(课后答案)第1章.doc
第 1 章质点运动学习题一选择题1-1 对质点的运动，有以下几种表述，正确的是[](A)在直线运动中，质点的加速度和速度的方向相同(B)在某一过程中平均加速度不为零，则平均速度也不可能为零(C)若某质点加速度的大小和方向不变，其速度的大小和方向可不断变化(D)在直线运动中，加速度不断减小，则速度也不断减小解析：速度是描述质点运动的方向和快慢的物理量，加速度是描述质点运动速度变化的物理量，两者没有确定的对应关系，故答案选C。
1-2 某质点的运动方程为x 2t 3t 312(m) ，则该质点作[](A)匀加速直线运动，加速度沿 ox 轴正向(B)匀加速直线运动，加速度沿ox 轴负向(C)变加速直线运动，加速度沿ox 轴正向(D)变加速直线运动，加速度沿ox 轴负向dx 2 dv解析：vdt 2 9t ，adt18t，故答案选 D。
1-3 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率为 v ，平均速度为 v ，他们之间的关系必定有 [](A) v v ， v v (B) v v ， v v(C) v v ， v v (D) v v ， v v解析：瞬时速度的大小即瞬时速率，故v v ；平均速率 vs ，而平均速r，故 v v 。
答案选 D。
t度 v =t1-4 质点作圆周运动时，下列表述中正确的是[](A) 速度方向一定指向切向，所以法向加速度也一定为零(B)法向分速度为零，所以法向加速度也一定为零(C)必有加速度，但法向加速度可以为零(D)法向加速度一定不为零解析：质点作圆周运动时，v 2dva a n e n a t e te ndte t，所以法向加速度一定不为零，答案选 D 。
1-5 某物体的运动规律为dvkv 2t ，式中， k 为大于零的常量。
当 t 0 时，dt初速为 v 0 ，则速率 v 与时间 t 的函数关系为 [](A) v 1 kt 2 v 0(B)1 kt2 12v 2 v 0(C) v1 kt2 v 0 (D)1 kt2 12v2v 0解析：由于dvvt( kv 2t) dt ，得到1kt 21，故答案kv 2t ，所以 dvdtv 0v 2 v 0选 B 。
第一章 质点运动学作业(更正版)
一. 选择题:［ ］1、[基础训练1]如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是(A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动．(C) 变加速运动． (D) 变减速运动． (E) 匀速直线运动． 【提示】建立坐标，用求导的方法［ ］2、[基础训练3] 一运动质点在某瞬间时位于矢径),(y x r的端点处，其速度大小为（）(A)． dtdr(B) dt r d(C)．dt r d (D)22)()(dtdydt dx +［ ］2'、[基础训练4] 质点作曲线运动，r表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度分量，下列表达式中， (1) a t = d /d v ， (2) v =t r d /d ， (3) d d /t =s v ， (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．［ ］3、[基础训练6]一飞机相对空气的速度大小为 200 km/h, 风速为56 km/h ，方向从西向东．地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h ，方向是 (A) 南偏西16.3°；(B) 北偏东16.3°； (C) 向正南或向正北； (D) 西偏北16.3°； (E) 东偏南16.3°． 【提示】根据三个速率的数值关系，以及伽利略速度变换式，画出三个速度之间的矢量关系， ,[ ] 4、[自测提高3] 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈．在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 (A) 2πR /T , 2πR/T ． (B) 0 , 2πR /T (C) 0 , 0． (D) 2πR /T , 0.［ ］5、[自测提高6]某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是(A) 0221v v +=kt , (B) 0221v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 02121v v +-=kt【提示】分离变量并积分，注意上下限。
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本习题版权归西南交大理学院物理系所有《大学物理 CI 》作业 No.01 质点运动学班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、选择题1.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为 2108t t S -+=(SI ,则小球运动到斜面最高点的时刻应是[ ] (A s 4=t(B s 2=t (C s 8=t(D s 5=t解 :小球运动速度大小 t ts v 210d d -==。
当小球运动到最高点时有 0=v ,即 0210=-=t v , s (5=t 故选 D2.如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动。
设该人以匀速率 0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是[ ] (A 匀加速运动 (B 匀减速运动 (C 变加速运动(D 变减速运动(E 匀速直线运动解:以水面和湖岸交点为坐标原点建立坐标系如图所示, 且设定滑轮到湖面高度为 h , 则小船在任一位置绳长为 22x h l += 题意匀速率收绳有022d d d d v tx xh x tl =+-=故小船在任一位置速率为xx h v tx 22d d +-= 小船在任一位置加速度为 32220222d d xxh vtx a +-==, 因加速度随小船位置变化, 且与速度方向相同,故小船作变加速运动。
选 C 3.一运动质点在某瞬时位于矢径 (y x r ,的端点处,其速度大小为 [ ](Atr d d (Btr d d(Ctr d d (D22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛t y t x解:由速度定义 t r v d d= 及其直角坐标系表示 j ty i t x j v i v v y x d d d d +=+=可得速度大小为 22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛=t y t x v选 D4.一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 ,它们之间的关系必定有[ ] (A v v v v ==, (B v v v v =≠, (C v v v v ≠=,(D v v v v ≠≠,解 :根据定义,瞬时速度为 t r v d d=,瞬时速率为 ts v d d =,由于 s r d d = ,所以 v v = 。
平均速度t r v ∆∆= ,平均速率 ts ∆∆=,由于一般情况下s r ∆≠∆ ,所以v ≠。
选 C5. 以下几种说法中正确的是 [ C ](A质点某瞬时速度是, 2 m / s说明它在此后 1 s内一定经过 2 m的路程, (B斜上抛的物体,在最高点的速度最小,加速度最大。
(C物体作曲线运动时,有可能在某时刻的法向加速度为零。
(D物体加速度越大,则速度越大。
6.一飞机相对空气的速度大小为 1h km 200-⋅,风速为 1h km 56-⋅,方向从西向东。
地面雷达测得飞机速度大小为 1hkm 192-⋅,方向是[ ] (A 南偏西 16.3° (B 北偏东 16.3°(C 向正南或向正北 (D 西偏北 16.3°(E 东偏南 16.3°解:风速的大小和方向已知, 飞机相对于空气的速度和飞机对地的速度只知大小,不知方向。
由相对速度公式地空气空气机地机→→→+=v v v如图所示。
又由 22220019256=+,所以地机地空气→→⊥v v ,飞机应向正南或正北方向飞行。
选 C空气机→v地地空气→二、填空题1.一质点沿 x 轴作直线运动,它的运动方程为 32653t t t x -++=(SI, 则 1 质点在 t = 0时刻的速度大小 =0v 1sm 5-⋅;2 加速度为零时,该质点的速度大小 v = 1s m 17-⋅。
解 :1 由质点运动方程得质点速度 23125d d t t tx v -+==(SI,当 t = 0时, s (m510-⋅=v 2 质点的加速度为 t tv a 612d d -==(SI , 令 a = 0, 得 t = 2 (s。
将 t =2s代入速度公式 , 得加速度为零时刻的速度 172321252=⨯-⨯+=v (1s m -⋅。
2. 在 x 轴上作变加速直线运动的质点, 已知其初速度为 0v , 初始位置为 x 0, 加速度 2Cta =(其中 C 为常量 ,则其速度与时间的关系为 =v _________________________,运动学方程为 =x __________________。
解 : 本题属于运动学第二类问题,由 2d d Ct tv a ==得⎰⎰=tvv t Ct v 02d d 0有速度与时间的关系 3031Ct v v +=再由 3031d d Ct v tx v +==得⎰⎰+=txx t Ct v x 030d 31(d 0有运动学方程 400121Ct t v x x ++=3. 飞轮作加速转动时,轮边缘上一点的运动方程为 31. 0t s =(SI 。
飞轮半径为 2m 。
当此点的速率 v = 301sm -⋅时 , 其切向加速度为 2sm 6-⋅ , 法向加速度为2sm 450-⋅。
解 :由运动方程 31. 0t s =可得速率 23. 0d d t ts v ==,切向加速度t a 6. 0=τ,当 -1s m 30⋅=v 时, s (103. 030==t ,此时切向加速度 s (m6106. 02-⋅=⨯=τa ,法向加速度 s (m450230222-⋅===Rva n 。
4. 一船以速度 0v 在静水湖中匀速直线航行,一乘客以初速 1v在船中竖直向上抛出一石子, 则站在岸上的观察者看石子运动的轨迹是 , 取抛出点为原点, x 轴沿 0v方向, y 轴沿竖直向上方向,石子的轨迹方程是。
解:站在岸上的观察者看石子运动的轨迹是抛物线 , 取抛出点为原点, x 轴沿 0v方向, y 轴沿竖直向上方向,则石子运动的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧-==21021gt t v y tv x , 消去时间参数 t ,得石子运动的轨迹方程是 22012x vg x v v y -=5. 当一列火车以 10 m/s的速率向东行驶时, 若相对于地面竖直下落的雨滴在列车的窗子上形成的雨迹偏离竖直方向 30°, 则雨滴相对于地面的速率是______________________;相对于列车的速率是 ____________________。
解:由题意可画出各速度矢量如右图所示 , 它们构成直角三角形且地火火雨地雨→→→+=v v v故雨滴相对于地面的速率s /m (3. 1730tg /10==→地雨 v 雨滴相对于列车的速率s /m (2030sin /10==→火雨 v 三、计算题1. 一质点在 O-xy 平面内运动,运动方程为 t x 2=和 2219t y -=。
求(1在第 2秒内质点的平均速度大小 ? (2 2秒末的瞬时速度大小? 解: (1在第 2秒内 , 质点位移的 y x 、分量分别为m 2122212=⨯-⨯=-=∆x x x((m 6121922192212-=⨯--⨯-=-=∆y y y平均速度大小为(12222sm 32. 66212-⋅=-+=-∆+∆=∆∆=y x tr(2由 , , 4d d , 2d d 2 2y xy x v v v t ty v tx v +=-====, s 2时 =t (1222sm 25. 882-⋅=-+=v火雨→v地雨→地火→v 1vv o2. 一物体作如图所示的斜抛运动,测得在轨道 A 点处速度 v的大小为 v ,其方向与水平方向夹角成 30°。
求物体在 A 点的切向加速度的大小和轨道的曲率半径? 解 :抛体运动的加速度大小为 g ,方向向下。
由矢量分解:切向加速度的大小为 260cos g g a -=-= τ 法向加速度的大小为 g g va n 2330cos 2===ρ所以轨道的曲率半径 gv a vn33222==ρ3.一辆带篷的卡车,雨天在平直公路上行驶,司机发现:车速过小时,雨滴从车后斜向落入车内;车速过大时,雨滴从车前斜向落入车内。
已知雨滴相对地面的速度大小为 v , 方向与水平面夹角为α,试问:(1车速为多大时,雨滴恰好不落入车内?(2此时雨滴相对车厢的速度为多大? 要求画出相应矢量图说明。
解:(1根椐相对运动速度规律有车地地雨车雨 ---+=v v v , 则根据题意,相应矢量图如图。
则要使雨滴恰好不落入车内,由矢量示意图知:车速与雨滴在水平方向的分量相等,即ααcos cos v v v ==-地雨车(2此时雨滴相对车厢的速度大小由矢量示意图知:sin v v α=雨 -车方向与车顶篷垂直竖直向下。
车地 -地雨 -车雨 -v地-。