2010春《普通物理A1》段考试卷评讲.ppt

（20092010学年度第二学期）,命题教师：温 坚,试卷评讲,考试专业：应用物理（本）,课程名称：普通物理A1,考试年级：2009级,考试时间：2010年5月6日 19:4021:40,命题教师所在系：物理与信息科学系,玉林师范学院期中课程考试试卷,2、（ ）物体的运动速度越大，其加速度越大。,4、（ ）起重机将同一物体匀速提升和匀加速提升到同一高度， 起重机作的功相同。,解：,解：,质点运动速度的大小与加速度的大小没有联系。,解：,匀速率圆运动通常是指速率不变的圆周运动。,解：,匀速提升需要的力小于匀加速提升所需要的力。,3、（ ）匀速率圆运动是匀变速运动 。,8、（ ）动量定理反映了质点运动状态的变化与外力作用的关系。,5、（ ）适用牛顿运动定律的参考系为惯性参考系。,6、（ ）在拔河比赛中，胜队拉输队的力一定大于比输队 拉胜队的力。,解：,牛顿物理学或经典物理学都是在惯性参考系下才成立。,解：,胜队拉输队的力与输队拉胜队的力是一对作用力和反作用力,解：,解：,这就是动量定理的物理本质。,解：,这正是刚体平动的物理定义。,由转动定律得,所以,解：,=恒量,涡轮作匀变速转动，有：,而，,二、填空题（每小题2分，总计20分）,10、（ ）作用于刚体的合外力为零时，刚体一定不能转动。,解：,刚体不能转动是因为合力矩为零，而不是合力为零。,2、质点的运动方程为： 米,则质点在第二秒,末的速度为 米/秒，加速度为 米/秒2。,解：,6,1,3、相对运动中，质点运动的绝对速度等于 和,相对速度,牵连速度,4、在变速圆周运动中的两个加速度是 和,A 的矢量和。,A 。,法向加速度,切向加速度,解：,这是伽利略速度变换公式的文字表示。,解：,这是变速圆周运动在自然坐标系下对加速度的说法。,解：,这是变力作功的定义式。,解：,保守力作功总是使势减少，即，,所以，,竖直向下,解：,物体下落h 距离时，,速率由零变化到,所以，重力冲量大小为,冲量的方向与重力同向，即竖直向下。,8、定轴转动的动能定理的微分表达式为 。,体密度,又,所以,而,故,解：,几何形状,转轴位置,解：,应该说与刚体的质量、质量分布、转轴位置有关更好。,解：,因为刚体在水平位置受力矩为,三、选择题：,说明：在下列小题中各有几个答案可供选择，请把你认为正,确答案的序号填在各小题后的括号内。每小题3分，共30分。,解：,因为,(米/秒),(米/秒2),由此可知：速度的方向与加速度的方向相同；,故，质点做加速运动。,2、一个质点在做圆周运动时，则有（ ）。 切向加速度一定改变，法向加速度也改变； 切向加速度可能改变，法向加速度一定改变； 切向加速度可能不变，法向加速度不变； 切向加速度一定改变，法向加速度不变；,解：,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。切向加速度是否改变，则由质点速率而定。质点,作匀速圆周运动时，切向加速度为零；作变速率圆周运动时，,切向加速度不一定为恒量，切向加速度改变时，质点一般作变,速率圆周运动。因此，应选。,加速度的切向分量起改变速度大小的作用，法向加速度起到,改变方向的作用。质点作圆周运动时，由于速度方向不断改,解：,物体能保持静止是因为受力平衡；,在竖直方向上，摩擦力和重力是一对平衡力；,若摩擦力增大，重力不变；则物体向上运动，,对物体作受力分析，如图所示；,由于重力不变，所以摩擦力也不变；,因此答案为。,这是不可能的。,解：,所以，人对物体所做的功W人为,由动能定理 得：,因此答案为 。,解：,因此答案为 。,在转动惯量减小的过程中，没有外力矩作用，角动量守恒；,由角动量守恒定律，得：,即：,解：,因此答案为 。,在斜面方向上应用牛顿定律，有：,木块向上运动时，对作受力分析并取直角坐标，如图所示,木块向上运动时，作匀速直线运动,率v0 沿此斜面向上滑动，则它能沿该斜面上滑的距离为（ ）。,木块向下运动时，匀速下滑，有：,解这三式，得：,由恒力功的计算,因此答案为 。,解：,7、一个质点在几个力同时作用下运动的位移为,米；其中一个力为恒力,牛顿，则这个力在该位移,过程中对质点所作的功为（ ）。, 、67焦耳； 、91焦耳； 、17焦耳； 、 67焦耳。,8、一吊扇以180转/分转动，当关闭电源后，其作匀减速转动，,经过1分钟停止，则其运动的角加速度为（ ）。,解：,吊扇作匀变速转动，有：,因此答案为 。,得：,其中，,所以，,9、一转动惯量为J 的均匀圆盘，绕质心轴转动，初角速度为,，在一阻力矩作用下，角速度变为,，则在此过程中阻力矩,所作的功为（ ）。,解：,圆盘作定轴转动，,由刚体定轴转动的动能定理，得到：,（负号表示摩擦阻力作负功）,所以，选,10、如图（二）所示，P、Q、R 和S 是附于刚性细杆上的四,个质点，其质量分别为4m 、3m 、2m 和m ，而且任意相邻两质点,间的距离都为l ，则这个系统对,转轴,的转动惯量为（ ）。, 10ml 2 ； 9ml 2 ；, 50ml 2 ； 14ml 2 ；,解：,由转动惯量的定义，得：,图（二）,质点沿直线运动，加速度 a = 4-t 2 ，式中,a的单位为ms-2，t 的单位为s；如果当t=3s时，x=9m ，v =2ms -1 ，,求：质点的运动方程。（P23；习题1-13）,解：,已知 a = 4-t 2，由,因为t=3s时，v =2ms -1 ，所以有：,积分得到：,即：,得,因为t=3s时， x=9m ，所以有：,积分得到运动方程为：,四、计算题1（10分）,2、计算题2（10分）（P51；习题2-18）,一质量为m 的小球最初位于如图（三）所示的A 点，然后沿,半径为r 的光滑圆轨道ACB下滑。求小球,达到C 时的角速度和对轨道的作用力。,小球受力分析并取自然坐标，如图,图（三）,解：,由牛顿定律得,则,小球受到的作用力,由牛顿第三定律得知，小球对轨道的作用力,（负号表示小球对轨道的作用力F 的方向与法向相反）,3、以质量为m的弹丸，穿过如图所示的摆锤后，速率由v 减,直平面内完成一个完全的圆周运动，弹丸的,速率的最小值为多少？（P97习题3-30）,解：,在水平方向的动量守恒，,（1）弹丸与摆锤的碰撞过程,即：,（2）摆锤以v1的速率作圆周运动过程,只有重力作功，则以摆锤和地球为系,统，取摆锤在最低点时的重力势能为零，机械能守恒，有：,（3）摆锤在最高点时,对摆锤作受力分析，如图所示；摆锤,的向心力由重力和绳子的张力共同提,供，应用牛顿第二定律，有：,注意到：T0 ；,当T=0 时，v2 有最小值，,所以v2的最小值为：,从而使得弹丸的速率v 得到最小值，,解由、组成的方程组，可得到弹丸的最小速率v为：,图五,解：,细杆受力分析如图，由转动定律得,而,故,试计算细杆转过角时的角加速度及角角速,图五中，长为l 、质量