同济大学普通物理活页作业答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/20 19:35:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 质点运动学

班号 学号 姓名 日期

一、 选择题

1. 一个质点在Oxy平面上运动,已知质点的运动方程为r?2ti?5tj(SI),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 ) 2.一个质点作曲线运动,r表示位置矢量,s表示路程,?表示曲线的切线方向。下列几个表达式中,正确的表达式为C (A)

?2?2?dvdr?a; (B)?v; dtdtdvds?a?。 ?v; (D)dtdt(C)

( C )

3.沿直线运动的物体,其速度的大小与时间成反比,则其加速度的大小与速度大小的关系是

(A)与速度大小成正比; (B)与速度大小的平方成正比; (C)与速度大小成反比; (D)与速度大小的平方成反比。

( B ) 4.下列哪一种说法是正确的

(A) 在圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心; (B) 匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变; (C) 物体作曲线运动时,速度的方向一定在运动轨道的切线方向上,法向分速度恒等于零;因此其法向加速度也一定等于零;

(D) 物体作曲线运动时,必定有加速度,加速度的法向分量一定不等于零。

( D ) 5. 如图所示,路灯距离地面高度为H,行人身高为h,如果人以匀速v背向路灯行走,则人头的影子移动的速度为

H?hHv; (B)v; HH?hhH (C) v; (D) v。

Hh (A)

( B ) 6.一物体从某一确定高度以v0的速度水平抛出,已知它落地时的速度为vt,那么它运动的时间是

H h v 选择题5图

(A)

vt?v0v?v0; (B) t; g2g 1

?v(C)

2t2?v0g?12?v; (D)

2t2?v02g?12。

( C )

?kt7.一个质点沿直线运动,其速度为v?v0e(式中k、v0为常量)。当t?0时,质点位于

坐标原点,则此质点的运动方程为: (A)x?v0?ktve ; (B)x??0e?kt; kkv0v(1?e?kt); (D)x??0(1?e?kt)。 kk(C)x? ( C )

8.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Ox轴正方向行驶,B船沿Oy轴正方向行驶。今在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B船,它对A船的速度为(SI)

(A)2i?2j; (B)?2i?2j; (C)?2i?2j; (D)2i?2j。

( B )

????????二、 填空题

1.一个质点沿Ox轴运动,其运动方程为x?3t?2t(SI)。当质点的加速度为零时,其速度的大小v = 1.5 m·s-1 。

2.一个质点在Oxy平面内的运动方程为x?6t,y?4t?8(SI)。则t = 1 s时,质点的切向加速度at= 6.4 ms-2 ,法向加速度an= 4.8 ms-2 。

3.一个质点沿半径R = 1 m 的圆周运动,已知走过的弧长s和时间t 的关系为s?2?2t,那么当质点的总加速度a恰好与半径成45角时,质点所经过的路程s = 2.5 m。 4.一个质点沿Ox方向运动,其加速度随时间变化关系为 a = 3+2 t (SI),如果初始时刻质点的速度v 0 = 5 m·s-1,则当t?3s时,质点的速度 v = 23 m·s-1 5.一个质点沿直线运动,其运动学方程为x?6t?t (SI),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_ 6.一质点沿半径为R的圆周运动,在t = 0时经过P点,此后它的速率v?A?Bt (其中A、B为正的已知常量)变化。则质点沿圆周运动一周后再经过P点时的切向加速度at=

222230A2?4?B。 B ,法向加速度an=R 2

7.飞轮作加速转动时,轮边缘上一点的运动学方程为s?0.1t(SI)。设飞轮半径为2m。当此点的速率v?30 m?s-1时,其切向加速度为6 m·s-2,法向加速度为__450 m·s-2_。 8.一船以速度v0在静水湖中匀速直线航行,一位乘客以初速v1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道是 抛物线 。取抛出点为坐标原点,Ox轴沿v03v1xgx2方向,Oy轴沿竖直向上方向,石子的轨道方程是y??2。

v02v0

三、 计算题

1.物体在平面直角坐标系Oxy中运动,其运动方程为

1y?t2?3t?4 x?3t?52(式中,x,y以m计,t以s计)。

(1) 以时间t为变量,写出质点位矢的表达式; (2) 求质点的运动轨道方程;

(3) 求t =1 s时和t =2 s时的位矢,并计算这一秒内质点的位移; (4) 求t = 4 s时质点的速度和加速度。

解:(1)r???3t?5?i??t2?3t?4?j? m

???1?2????(2)x?3t?5 y?y?12t?3t?4 两式消去t得质点的运动轨道 212411x?x?7 18918(3)r1??8i?0.5j? m ;r2??11i?4j? m

?r??3i?4.5j? m

dxdy(4)vx??3m?s?1 vy??(t?3)m?s?1

dtdtdy?7m?s?1 t?4s时,vx?3m?s?1 vy?dtv??3i?7j? m?s-1

dvydv?1m?s?2 ax?x?0 ay?dtdt a?j m?s-2

2. 对一枚火箭的圆锥型头部进行试验。把它以初速度150m?s铅直向上发射后,受空气

阻力而减速,其阻力所引起的加速度大小为0.0005v(SI),求火箭头部所能达到的最大高度?

解:取Ox向上为正方向,则火箭头部的加速度为a??(g?0.0005v),又a?从而得

3

2-12dvdv?v,dtdxdv??(g?0.0005v2) dx当火箭头部达到最大高度hmax时,v?0,因此

hmax0?vdx??0?150g?0.0005v2dv

解得 hmax?764.52m

v

3. 一个质点沿半径为0.10 m的圆周运动,其角位置??2?4t(SI),求 (1)在t = 2 s时,它的速度、加速度的大小各为多少?

(2)当切向加速度的大小恰好是总加速度大小的一半时,?值为多少? (3)在什么时刻,切向加速度和法向加速度恰好大小相等?

.解: an?R?23a??R (1)t =2 s , v = 4.8 m s-1

a n= 230.4 m s-2 a t = 4.8 m s-2 a = 230.5 m s-2

(2)

2an?a?2?2a?d?dt??d? dtt?0.66s??3.15rad

an?a?

t?0.55s

4.一颗子弹在一定高度以水平初速度v0射出,忽略空气阻力。取枪口为坐标原点,沿v0方向为Ox轴,铅直向下为Oy轴,并取发射时刻t?0,试求: (1)子弹在任一时刻t的位置坐标及轨道方程;

(2)子弹在任一时刻t的速度,切向加速度和法向加速度。 解:(1) x?v0t , y?

12gt 2 y? O 122 xg/v02v0 an g x ??(2) v x = v 0,v y = g t,速度大小为: v?22vx?v2v0?g2t2 y?at 方向为:与Ox轴夹角 ??= tg?1( gt /v 0)

2at?dv/dt?g2t/v0?g2t2与v同向.

an?g?at.

4

y

?221/2?2?v0g/v0?g2t2方向与at垂直

第二章(一) 牛顿力学

班号 学号 姓名 日期

四、 选择题

1.下列说法中正确的是:

(A) 运动的物体有惯性, 静止的物体没有惯性; (B) 物体不受外力作用时, 必定静止;

(C) 物体作圆周运动时, 合外力不可能恒定; (D) 牛顿运动定律只适用于低速、微观物体。

( C )

2.图中P是一圆的竖直直径PC的上端点,一质点从P开始分别沿不同的弦无摩擦下滑时,把到达各弦的下端所用的时间相比较是 (A)到A用的时间最短; (B)到B用的时间最短; (C)到C用的时间最短; (D)所用时间都一样。

( D )

3.假设质量为70kg的飞机驾驶员由于动力俯冲得到6 g的净加速度, 问作用于驾驶员上的力最接近于下列的哪一个值 (A) 10 N ; (B) 70 N ; (C) 420 N ; (D) 4100 N 。

PABC选择题2图

O( D )

4.在平面直角坐标系Oxy中,质量为0.25kg的质点受到力F?tiN的作用。t?0时,该质点以v?2jm?s的速度通过坐标原点O,则该质点在任意时刻的位置矢量是

?1???23?(A)2ti?2j m ; (B)ti?2tj m ;

334?23?(C)ti?tj m ; (D)不能确定。

432( B )

5. 如图所示,一根轻绳跨过一个定滑轮,绳的两端各系一个重物,它们的质量分别为m1和m2,且m1>m2(滑轮质量和一切摩擦均不计),系统的加速度为a。今用一竖直向下的恒力F?m1g代替

m2 重物m1,系统的加速度为a?,则有

(A)a??a ; (B)a??a ;

(C)a??a ; (D)不能确定。

( B )

m1 m2 F 选择题5图

5