大学物理期中试题答案.ppt

1,1、飞轮绕定轴作匀速转动时，飞轮边缘上任意点的（A）A.切向加速度为零，法向加速度不为零B.切向加速度不为零，法向加速度为零C.切向、法向加速度均为零D.切向、法向加速度均不为零2、在离水面高为h的岸边，一电动机用绳拉船靠岸。如果电动机收绳速率为v，则船作（D）A.匀速运动速率vB.匀速运动，速率vD.变加速运动，速率v,2,3、假设物体沿着光滑半圆弧轨道的凹面下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是（D）A.它的加速度永远指向圆心B.它的速率均匀增加C.它所受到的合力大小不变D.轨道上的弹力的大小不断增加4、物体的动量和动能的正确关系是（A）A:物体的动量不变，动能也不变B:物体的动能不变，动量也不变C:物体的动量变化，动能也一定变化D:物体的动能变化，动量却不一定变化,3,5、下列说法中，正确的是（C）A:滑动摩擦力总是作负功B:以弹簧伸长状态为势能零点，弹簧弹性势能总为负C:在一过程中某力作功，则该力对应一冲量D:质点作圆周运动，该质点所受的力一定不作功6、一个物体正在绕固定光滑轴自由转动（D）A:它受热膨胀或遇冷收缩时，角速度不变B:它受热时角速度变大，遇冷时角速度变小C:它受热或遇冷时，角速度均变大D:它受热时角速度变小，遇冷时角速度变大,4,7、刚体的角动量守恒，则刚体的保持不变的量是（D）A:转动惯量B:转动惯量，角速度C:角速度D:转动惯量，角速度，或二者的乘积8、关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是（C）A:如果高斯面内无电荷，则高斯面上电场强度处处为零；B:如果高斯面上电场强度处处不为零，则该面内必无电荷；C:如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零；D:如果高斯面上电场强度处处为零，则该面内必无电荷。,5,9、两相同的平行板电容器A和B,串联后接在电源上,在B中充满均匀介质，则（D）A:A的电场增加,B的电场不变B:A的电场不变,B的电场减小C:A的电场减小,B的电场增加D:A的电场增加,B的电场减小10、在球形高斯面球心处放置一点电荷Q，若要使高斯面的电通量发生变化，则（D）A:使Q偏离球心但在球内B:使高斯面外的电荷不断远离C:在高斯面外增加电荷D:将其他电荷移入高斯面内,6,11、真空中有一组带电导体，其中某一导体表面某处电荷面密度为，该处表面附近的场强大小为E，则E=/.那么，E是（C）A:该处无穷小面元上电荷产生的场B:该导体上全部电荷在该处产生的场C:这一组导体表面的所有电荷在该处产生的场D:以上说法都不对12、一平行板电容器充电后与电源断开，然后将其间充满均匀介质，则电容C，电压U，电场能量W和充介质前相比，变化情况是（B）A:C减小，U增大，W增大B:C增大，U减小，W减小C:C增大，U减小，W增大D:C增大，U增大，W减小,7,13、真空中均匀带电的球体和球面，如果它们的半径相等，总带电量相同，则它们的总静电场能量（B）A:球体的等于球面的B:球体的大于球面的C:球体的小于球面的D:难以判断,8,描述力对刚体转动作用的物理量是力矩。2.刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成正比。3.角动量守恒需满足物体所受的合外力矩等于零，或者不受外力矩的作用；4.刚体绕定轴转动的转动动能等于刚体的转动惯量与角速度二次方的乘积的一半5.刚体绕定轴转动的动能定理表述为：合外力矩对绕定轴转动的刚体所作的功等于刚体转动动能的增量。6.影响刚体的转动惯量的因素是刚体的形状，质量分布，转轴的位置。,9,10,11,12,解由速率定义，有,1、一质点沿半径为1m的圆周运动，它通过的弧长s按st2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？,将t2代入，得2s末的速率为,由切向加速度的定义，得,13,分离变量得,解(1)因为,因为t0时，所以.代入，并整理得,2、一质点沿x轴运动，其加速度，式中k为正常数，设t=0时，x=0，（1）求和x作为t的函数的表示式；（2）求作为x函数的表示式。,14,因为t0时，x0，所以0.于是,再由，将的表示式代入，并取积分,15,(2)因为,所以有,分离变量，并取积分,因为x0时，所以代入，并整理得,16,解分别以，定滑轮为研究对象,对，,3、一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为和的物体()，如图所示.设滑轮和绳的质量可忽略不计，绳不能伸长，试求物体的加速度以及悬挂滑轮的绳中张力，并比较该张力与（m1+m2）g的大小.,对，,17,由牛顿第三定律知：，又考虑到定滑轮质量不计，所以有,容易证明,4、,一质点沿x轴运动，已知a=3+6x2，当x=0时v=0，,求：质点在任意位置时的速度。,解：,19,5、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地滑动，t0时物体静止于原点，(1)若物体在力F34tN的作用下运动了3s，它的速度增为多大？(2)物体在力F34xN的作用下移动了3m，它的速度增为多大？,解(1)由动量定理，得,(2)由动能定理，得,20,6、在光滑的水平桌面上，放有质量为M的木块，木块与一弹簧相连，弹簧的另一端固定在O点，弹簧的劲度系数为k，设有一质量为m的子弹以初速垂直于OA射向M并嵌在木块内.弹簧原长，子弹击中木块后，木块M运动到B点时刻，弹簧长度变为l，此时OB垂直于OA，求在B点时，木块的运动速度.,解击中瞬间，在水平面内，子弹与木块组成的系统沿方向动量守恒，即有,21,在由AB的过程中，子弹、木块系统机械能守恒,在由AB的过程中木块在水平面内只受指向O点的弹性有心力，故木块对O点的角动量守恒，设与OB方向成角，则有,22,解(1)转轴通过棒的中心并与棒垂直,7-1、如图所示，求质量为m，长为l的均匀细棒的转动惯量：(1)转轴通过棒的中心并与棒垂直；(2)转轴通过棒一端并与棒垂直.,23,整个棒对中心轴的转动惯量为,(2)转轴通过棒一端并与棒垂直时，整个棒对该轴的转动惯量为,由此看出，同一均匀细棒，转轴位置不同，转动惯量不同.,24,解(1)在环上任取一质元，其质量为dm，距离为R，则该质元对转轴的转动惯量为,7-2、设质量为m，半径为R的细圆环和均匀圆盘分别绕通过各自中心并与圆面垂直的轴转动，求圆环和圆盘的转动惯量.,25,考虑到所有质元到转轴的距离均为R，所以细圆环对中心轴的转动惯量为,(2)求质量为m，半径为R的圆盘对中心轴的转动惯量,26,8、转动着的飞轮的转动惯量为J，在t0时角速度为.此后飞轮经历制动过程，阻力矩M的大小与角速度的平方成正比，比例系数为k(k为大于零的常数)，当时，飞轮的角加速度是多少？从开始制动到现在经历的时间是多少？,解(1)，故由转动定律有,27,(2),t0时，两边积分,故当时，制动经历的时间为,把演员视为质点,a、b和跷板作为一个系统,以通过点C垂直平面的轴为转轴。由于作用在系统上的合外力矩为零，故系统角动量守恒：,9、演员a从高h处自由下落至A，求演员b被翘板弹起所达到的高度,演员a从高h处自由下落至A，机械能守恒：,解：共有三个物理过程,其中：,这样演员b将以速率vb跳起，达到的高度h为：,联立解得,演员b向上运动达最大高度h，机械能守恒：,30,10、如图所示，一根质量为m，长为l的均匀细棒OA，可绕固定点O在竖直平面内转动.今使棒从水平位置开始自由下摆，求棒摆到与水平位置成30角时中心点C和端点A的速度.,解：棒受力如图,31,则中心点C和端点A的速度分别为,11、真空中有一半径为R、带电量为+Q的均匀带电圆环。若环上切除了一段带电线元dl，则环心处的场强和电势各为多少?,解：,空隙,电荷线密度：,圆弧上电荷,环心处的场强：,环心处的电势？,34,12、均匀带电球面的电场强度,一半径为,均匀带电的球面.求球面内外任意点的电场强度.,解（1）,（2）,13、一不带电的导体球放入一点电荷q的电场中，q至球心O的距离为d。求：导体球表面的电势；若球接地，则球上的净电荷为多少？,静电平衡时球的各处等电势。,解：,球上净电荷为零。,若球接地，则球上的净电荷为多少？,导体球接地后，与大地等势：,由于与地面交换了电荷，导体球上出现了净电荷Q,14、带电Q的导体球面外套一导体球壳，已知R1、R2、R3、+Q。求:电场能量We及电容器电容C；球壳接地后，电场能量及电容器电容又为多少？,解：