大学物理课本答案.doc

第一章 质点运动学一 选择题：（）（）（）（）（）（）（）（）（）10（）11（）12（）13（）14（）二 填空题：；圆； ；（）、（）、（）是不可能的 1011，；12变速率曲线运动；变速率直线运动13，14， 15三 计算题： 解：（）；（），；（） 解：，AOCBMM 解：首先求出时质点在轨迹上的位置，（在大圆上）各瞬时质点的速率：；，各瞬时质点的切向加速度和法向加速度：；时，XYO 解：（），轨迹方程是：（），速度大小为：方向为：与轴的夹角，与同向，方向与垂直解：，又已知，则：西北 解：选地面为静止参考系，风为运动参考系，飞机为运动质点已知：相对速度：，方向未知；牵连速度：，方向正西；绝对速度：大小未知，方向正北由速度合成定理有：，构成直角三角形，可得：，（飞机应取北偏东的航向） 解：由积分：当时，得： 解：设质点在处的速率为， 解：设质点的加速度为：，时，即由，得由，又质点走过的距离 解：根据题意：即解得： 解：选地面为静止参考系，火车为运动参考系，雨滴为运动质点：已知：绝对速度：大小未知，方向与竖直方向夹；牵连速度：，方向水平；相对速度：大小未知，方向偏向车后由速度合成定理：由矢量关系式画出矢量图，由几何关系可得：第二章牛顿运动定律一 选择题：（）（）（）（）（）（）（）（）（）10（）11（）二 填空题： ， ，三 计算题：解：（）；（），解：（）以、绳为研究对象A（）以绳的下段长和物体为研究对象解：设绳子与水平方向的夹角为，则木箱受力如图所示，当匀速前进时（受力图和由牛顿方程解出），且，时，最省力（求极值得结果） 解：受力图如图所示：OXYBA地以为研究对象：方向：（）方向：（）同时，（）（）（）、（）、（）、（）联立求解：斜面对地面的压力：斜面对地面的摩擦力：. 解：对：（）（）（）对：（）（）（）由（）、（）、（）式得：再由（）、（）、（）式得：第三章 功与能一、选择题：1、（A），2、（B），3、（D），4、（C ），5、（C）6、（B），7、（C），8、（D），9、（C），10、（B）二、填空题1、 2、 3、 12800J4、动量、动能、功、势能 5、100m/s 6、5.23105 W 7、28、-F0R 9、零，正，负 10、18J，6m/ 11、4000J 12、，13、 GMm/(6R)，-GMm/(3R) 14、-0.207三、计算题1、0416解：由x=ct3可求物体的速度：物体受到的阻力为：阻力对物体所作的功为： 2、0103解：根据功能原理，木块在水平面上运动时，摩擦力所作的功等于系统（木块和弹簧）机械能的增量。由题意有而由此得木块开始碰撞弹簧时的速率为另解：根据动能定理，摩擦力和弹性力对木块所作的功，等于木块动能的增量，应有其中3、5264解：（1）根据功能原理，有 （2）根据功能原理有4、0753解：两个粒子的相互作用力 已知处为势能零点，5、0439解：把卸料车视为质点。设弹簧被压缩的最大长度为l，弹性系数为k，在卸料车由最高点下滑到弹簧压缩最大这一过程中，应用功能原理有 对卸料车卸料后回升过程应用功能原理，可得： 由式和联立解得：6、0472解：设v1为软木塞飞出的最小速度，软木塞和试管系统水平方向动量守恒 （1）当用硬直杆悬挂时，M到达最高点时速度须略大于零，由机械能守恒， （2）若悬线为轻绳，则试管到达最高点的速度v满足由机械能守恒： 7、0425解：（1）取地心为原点，从O指向陨石为r的正方向，如图。陨石由a落到b，万有引力的功 （2）取陨石为研究对象，根据动能定理得（也可用机械能守恒来解）8、0422解：（1）由位矢 （2）由 9、0202解：用动能定理，对物体得 10、0080解：（1）外力做的功 （2）设弹力为 即（3）此力为保守力，因为其功的值仅与弹簧的始未态有关第四章动量一 选择题：（）（）（）（）（）（） （）（）（）10（）11.（）12（）13（）二 填空题：；与速度方向相反 不一定；动量；北偏东10；1112；13；1415； 16；三 计算题： 解：建立如图坐标系，由动量定理，小球受到的冲量的，分量的表达式为：OXY方向：（）方向：（）方向沿正向根据牛顿第三定律，墙受的平均冲力为：方向垂直墙面指向墙内 解：由动量定理知质点所受外力的总冲量由方向：，（与轴正向夹角） 解：完全弹性碰撞：动量守恒；机械能守恒碰撞前：，方向水平向右，：；碰撞后：，设方向水平向右，：，方向水平向右动量守恒： （）机械能守恒：（）（）、（）联立方程组，解得：且，与所设方向相同二球同时落地，下落时间相同，有：；得：解得： 解：（）因穿透时间极短，故可认为物体未离开平衡位置因此，作用于子弹、物体系统上的外力均在铅直方向，故系统在水平方向动量守恒令子弹穿出时物体的水平速度为，有：（）（设方向为正向，负号表示冲量与方向相反） 解：第一阶段：抛体运动，上升到最高点的时间为 初动量：12XYO第二阶段：爆炸后，爆炸力是内力，动量守恒正下方一块的爆炸瞬间的速度为，方向向下（爆炸点为坐标原点，负向）由及得：由动量守恒：方向：方向：解得：，由得（第二块落地的时间）离发射点的距离 解：子弹射如未进入以前，、共同作加速运动受到的作用力：方向向右在时间内作匀加速运动，秒末的速度当子弹射入时，将加速而仍以的速度继续向右作匀速直线运动对于的速度，取、和子弹组成的系统为研究对象，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，有： 解：完全弹性碰撞，动量守恒，机械能守恒碰前：对：方向向右，对：；碰后：对：方向向左，对：，方向向由动量守恒：（）机械能守恒：（）联立（）、（）两式解得：，而；克服阻力作的功为动能的减少，由动能定理： 解：这个问题有两个物理过程：第一个过程：木块沿光滑的固定斜面下滑，到达点是速度的大小为方向：沿斜面向下第二个过程：子弹与木块作完全非弹性碰撞在斜面方向上，内力的分量远远大于外力，动量近似守恒，以斜面向上为正，则有：刚体的定轴转动一、选择题1. C ; 2、A; 3. D; 4. C ; 5. C ;6. B; 7、C; 8、B; 9、 A; 10、 C ;11、B; 12、D; 13、C; 14. A;二、填空题：（共18分）1、 4s ; -15mS-1 ; 2、 9.61s ； 48rev; 3、 5rad/S2;4、 50ml2 5、 0.25kg.;6.。7、 ma/2 ;8、 。9、 157Nm 。10、 。11、 ， ； 。12、。13、 。14、 。15、 mvl 。16、（1），（2），（3）。17、 。三、计算题： 1、（本题5分）0978解：两轮的角加速度分别为A，B atA=atB=at=r1A=r2B A=B =Att= =40s2、（本题5分）0131解： MI=0 J=恒量 J减小，增大J00=J （J0= J）=40T=3、（本题10分）0160解：有外力矩作用时 01=0，t1=100rev/min=10.5rad/s其角加速度 1=(t1-01)/t1=t1/t2 运动方程 M=Mf=J1在没有外力矩作用时 02=01 ，12=0其角加速度 2=(12-02)/t2=-t1/t2运动方程 -M1=J2 式联立求解，得M=J（1-2）=J（t1/t1+t1/t2）从而J=4、（本题5分）0163解：设棒的质量为m，当棒与水平面成600角并开始下落时，根据转动定律 M=JO其中 M=mgsin300=mg/4 于是 =7.35rad/s2当棒转动到水平位置时， M=mg那么 =14.7rad/s25、（本题5分）0245解：（1） (2) (3)r据转动定律：M=J Fr=J F=6、（本题5分）0159解：据转动定律M=J分离变量：d M=FrSn mMR7、（本题10分）0155解：mgT=ma TR= a=R上三式联立得a=a为恒量 V=V0+at=at=8、（本题5分）0162RMTTmg解：受力图如图所示mgT=maM=J M= a=R =24.5N9、（本题10分）0561解：受力分析如图。mgT2=ma2T1mg=ma1T2(2r)T1r=9mr2/22r=a2r=a1解上述5个联立方程，得：10、（本题10分）0241RMm解：（1）mg-T=ma TR=J a=R =81.7rad/s2方向垂直纸面向外（2）当=0时，10.0-81.7t=0，则t=0.122s，物体上升的高度 h=6.1210-2m（3）=10.0rad/s方向垂直纸面向外。11、（本题10分）0242解：J=MR2=0.675kgm2 mg-T=ma TR=J a=R a=mgR2/(mR2+J) =5.06m/s2因此（1）下落距离h=at2=63.3m（2）张力 T=m(g-a)=37.9N12、（本题10分）