大学物理第二章习题及答案

第二章 牛顿运动定律一、选择题1.下列说法中哪一个是正确的？（ ） （A）合力一定大于分力 （B）物体速率不变，所受合外力为零 （C）速率很大的物体，运动状态不易改变 （D）质量越大的物体，运动状态越不易改变2.用细绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时（ ） （A）将受到重力，绳的拉力和向心力的作用 （B）将受到重力，绳的拉力和离心力的作用 （C）绳子的拉力可能为零 （D）小球可能处于受力平衡状态3.水平的公路转弯处的轨道半径为，汽车轮胎与路面间的摩擦因数为，要使汽车不致于发生侧向打滑，汽车在该处的行驶速率（ ） （A）不得小于 （B）不得大于 （C）必须等于（D）必须大于4.一个沿轴正方向运动的质点，速率为5，在到间受到一个如图所示的方向的力的作用，设物体的质量为1. 0kg，则它到达处的速率为（ ） （A） （B） （C） （D）5.质量为的物体放在升降机底板上，物体与底板的摩擦因数为，当升降机以加速度上升时，欲拉动m的水平力至少为多大（ ）（A）（B）（C）（D）6 物体质量为，水平面的滑动摩擦因数为，今在力作用下物体向右方运动，如下图所示，欲使物体具有最大的加速度值，则力与水平方向的夹角应满足（ ） （A） （B） （C） （D）二、简答题1.什么是惯性系？什么是非惯性系？2.写出任一力学量Q的量纲式，并分别表示出速度、加速度、力和动量的量纲式。三、计算题2.1质量为10kg的物体，放在水平桌面上，原为静止。先以力F推该物体，该力的大小为20N，方向与水平成角，如图所示，已知物体与桌面之前的滑动摩擦因数为0.1，求物体的加速度。 题2.2 图2.2质量M=2kg的物体，放在斜面上，斜面与物体之间的滑动摩擦因数，斜面仰角，如图所示，今以大小为19.6N的水平力F作用于m，求物体的加速度。 2.3 雨下降时，因受空气阻力，在落地前已是等速运动，速率为5m/s。假定空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比，问雨滴速率为4m/s时的加速度多大？ 2.4一装置，如图所示，求质量为和两个物体加速度的大小和绳子的张力，假设滑轮和绳的质量以及摩擦力可以忽略不计。2.5 桌面上叠放着两块木板,质量各为.如图所示, 和 桌面间的摩擦因数为,和间静摩擦因数,问沿水平方向用多大的力才能把下面的木块抽出来. 2.6如图所示,物体A,B放在光滑的桌面上,已知B物体的质量是A物体质量的两倍,作用力和的四倍.求A,B两物体之间的的相互作用力. 2.7北京设有供试验用高速列车环形铁路,回转半径9km,将要建设的京沪列车时速250km/h,若在环路上此项列车试验且铁轨不受侧压力,外轨应比内轨高多少? 设轨距为1.435m. 2.8在一只半径为R的半球形碗内，有一个质量为m的小钢球，当以角速度在水平面内沿碗内壁 做匀速圆周运动时， 它距碗底又多高？2.9一质量为10kg质点在力作用下，沿x轴作直线运动。在t=0时，质点位于处，其速度。求质点在任意时刻的速度和位置。第二章 牛顿运动定律答案一、选择题1.D 2.C 3.B 4.B 5.C 6.C二、简答题1.什么是惯性系？什么是非惯性系？在这样的参照系中观察，一个不受力作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态不变，这样的参照系称惯性系。简言之，牛顿第一定律能够成立的参照系是惯性系，反之，牛顿第一定律不成立的参照系是非惯性系。2.任一力学量Q的量纲式：。速度、加速度、力、动量的量纲式分别为：三、计算题2.1质量为10kg的物体，放在水平桌面上，原为静止。先以力F推该物体，该力的大小为20N，方向与水平成角，如图所示，已知物体与桌面之前的滑动摩擦因数为0.1，求物体的加速度。 解：研究对象是物体（桌上面的）运动情况：外力静止开始均速直线运动。隔离体讨论受力情况物体受右边所式的四种力的作用。它们是重力G，弹力N，推力F，滑动摩擦力f建立坐标系：左边图所示，在x 轴上： ： 滑动摩擦力为： 式 （1），（2），（3）结合求解可得：答：该物体的加速度为 题2.2 图2.2质量M=2kg的物体，放在斜面上，斜面与物体之间的滑动摩擦因数，斜面仰角，如图所示，今以大小为19.6N的水平力F作用于m，求物体的加速度。解：以物体为研究对象。讨论物体的运动方向。斜面向上的力：斜面向下的力： 物体沿斜面向上运动，对物体受力分析 结合式 （1），（2），（3）可得：答：该物体加速度大小为，方向沿斜面向上。2.3 雨下降时，因受空气阻力，在落地前已是等速运动，速率为5m/s。假定空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比，问雨滴速率为4m/s时的加速度多大？ 解：根据牛顿第二定律雨滴等速运动时，加速度为零2.4一装置，如图所示，求质量为和两个物体加速度的大小和绳子的张力，假设滑轮和绳的质量以及摩擦力可以忽略不计。解：假定加速度竖直向上。（1）（2）（3）对受力分析得对受力分析得 对动滑轮受力分析得 因为相同时间内下落高度是的2倍，所以由（1）（4）可得： 2.5 桌面上叠放着两块木板,质量各为.如图所示, 和 桌面间的摩擦因数为,和间静摩擦因数,问沿水平方向用多大的力才能把下面的木块抽出来.解：隔离物体进行受力分析对图（1）： 得 对图（2）： 得将木块抽出的条件是 得到2.6如图所示,物体A,B放在光滑的桌面上,已知B物体的质量是A物体质量的两倍,作用力是的四倍.求A,B两物体之间的的相互作用力.解：条件是光滑的桌面，所以不考虑摩擦力再进行隔离体和受力分析：(1)(2)对物体A：设其向右以加速度运动 对图（2）： 已知条件代入上面等式中可得： 解此方程组： 2.7北京设有供试验用高速列车环形铁路,回转半径9km,将要建设的京沪列车时速250km/h,若在环路上此项列车试验且铁轨不受侧压力,外轨应比内轨高多少? 设轨距为1.435m.解：根据列车受力的情况可得： 根据牛顿第二定律 解得 mg(b)2.8在一只半径为R的半球形碗内，有一个质量为m的小钢球，当以角速度在水平面内沿碗