2012春《大学物理AI》段考试卷评讲 (2).ppt

玉林师范学院期中课程考试试卷,（20112012学年度第二学期）,命题教师：陈雪星,试卷评讲,考试专业：应用物理,课程名称：大学物理AI,考试年级：2011级,考试时间：2012年4月25日晚上19:4021:40,命题教师所在学院（系）：物理科学与工程技术学院,陈兴桂87分；檀闯81分；朱博78分；,黄文永76分；李国德75分；梁小琴71分。,2012年春学期段考成绩分析,前六名的同学：,一、判断题：,说明：在下列各小题的括号内打上“”或“”的符号来表明,你的判断。每小题1分，共10分。,1、（）质点作曲线运动时，其运动的位置与路程S有。,3、（）匀速率圆运动是匀变速运动。,解：,速度的大小与加速度的大小无关，所以此说法是错误的。,2、（）物体的运动速度越大，其加速度越大。,解：,根据速率的定义可知，此说法是正确的。,解：,根据匀速率圆运动的性质可知，此说法是错误的。,起重机对物体所作的功相同。,4、（）起重机将同一物体匀速提升和匀加速提升到同一高度，,解：,匀速提升时的力小于匀加速提升时的力。,即匀速提升与匀加速提升时的用力不同，做功就不同。,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。,7、（）满足的，为保守力。,5、（）适用牛顿定律的参考系为惯性参考系。,解：,牛顿定律只在惯性参考系中成立，此说法正确。,解：,保守力的特点是做功与路径无关，有,解：,根据动量定理的物理意义可知，此说法正确。,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：,两队之间的拉力是一对作用力与反作用力，所以此说法错误。,9、（）一个物体的动量改变了，其动能也一定改变。,解：,动量改变，动能不一定变；但动能改变了，其动量一定改变。,10、（）摩擦力总是与物体的运动相反，所以摩擦力总是作负功。,解：,摩擦力总是与物体的相对运动相反，摩擦力也能作正功。,二、填空题（每小题2分，总计20分）,置为，速度为，加速度为。,解：,1、质点的运动方程为：米,则质点在起始时刻的位,10m,2m/s,6m/s2,2、相对运动中，质点运动的绝对速度等于.,和的矢量和。,解：,本题主要是考查伽利略的速度变换公式。,相对速度,牵连速度,把t=0代入运动方程，得：,4、一个运动的物体所受到的合力在切线方向上的分量叫.,力,它使物体获得的加速度；能改变物体的，,而不能改变物体的。,解：,本题主要考查物体受力在自然坐标系的应用情况。,切向,切向,速度的大小,运动方向（或速度的方向）,5、在国际单位制中，取、为力学的基本,量，它们的基本单位分别为、。,解：,本题主要考查力学单位及量纲的问题。,质量,长度,时间,千克（kg）,米（m）,秒（s）,3、在变速圆周运动中的两个加速度是和,。,切向加速度,法向加速度,解：,本题考查在自然坐标系下圆周运动的描述。,6、如图（一）所示，在光滑的平面上放置两个相互接触的物,体m1和m2，且m1m2，用一水平恒力作,用于m2上，则物体m1和m2之间的相互作用力,为。,解：,对物体m1和m2在水平方向作受力分析并取坐标，如右图所示。,在水平方向应用牛顿第二定律，有：,解这两式，得：,m2F/（m1+m2）,对m1有：,对m2有：,竖直向下,7、质量为m的物体，从静止开始自由下落。若不计空气阻力，,在物体下落h距离的这段时间内，重力的冲量大小是，,方向。,解：,本题主要考查对冲量定义和动量定理的理解。,动量守恒,10、汽车以匀速v沿平直路面前进，车中一人以相对车厢的速,8、两物体在完全弹性碰撞的过程中，其特点是（1）.,（2）。,解：,本题考查对碰撞特点的掌握。,动能守恒,解：,这是变力作功的定义式。,度u向上掷一质量为m的小球；若将坐标系选在车上，小球的动能,是，若将坐标系选在地面上，小球的动能是。,解：,本题主要考查相对运动的问题。,将坐标系选在车上，小球的速度是,若将坐标系选在地面上。小球的速度是,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。,小有四种意见，即：,下述判断正确的是（）：,只有（2）（3）正确；只有（3）（4）正确；,解：,只有（1）（2）正确；只有（2）正确；,所以，只有（3）和（4）才是速率（即速度的大小）的定义。,（P22习题1-2）,在直角坐标系中，,；在自然坐标系中，,解：,所以，只有（3）是正确的，故选。,速度，s表示路程，at表示切向加速度；对下列表达式，即,下述判断正确的是（）,只有（2）正确；只有（3）正确；,只有（1）（4）是对的；只有（2）（4）是对的；,2、质点作曲线运动，表示位置矢量，表示速度，表示加,（1）；（2）；（3）；（4）,是自然坐标下的切向加速度；,是极坐标下的径向速度；,是速率的定义；,是加速度的大小。,（P22习题1-3）,解：,加速度的切向分量at起到改变速度大小的作用，而法向分量an,3、一个质点在圆周运动时，则（）。,因此，选择的答案为。,切向加速度一定改变，法向加速度也改变；,切向加速度可能不变，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；,起到改变速度方向的作用；质点作圆周运动时，速度的方向不,断改变，因而其法向加速度an一定改变；而速度的大小即速率,不能确定会改变，因而其切向加速度at也不一定会改变。,（P22习题1-4）,4、如图（二）所示，质量为m的物体用平行于斜面的细线连结,并置于光滑的斜面上，若斜面向左作加速,解：,当物体则脱离斜面时，对物体作受力,应用牛顿第二定律，有：,运动，当物体则脱离斜面时，它的加速度的,大小为（）。,；,；,分析并取直角坐标，如右图所示，,解上述两个方程组成的方程组，得：,所以选择答案,（P48习题2-1）,5、用一水平方向的力把一个物体压着靠在粗糙的竖直,的大小（）。,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；,由于重力不变，所以摩擦力也不变；,若摩擦力增大，重力不变；则物体向上运动，这是不可能的。,对物体作受力分析，如图所示；,（P49习题2-2）,不为零，但保持不变；,随成正比地增大；,开始时随增大，达到某一值后就保持不变；,无法确定。,综合上述，所以选择,墙面上保持静止。当逐渐增大时，物体所受的静摩擦力,6、有一段路面水平的公路，在转弯处轨道半径为R，汽车轮,胎与路面间的摩擦系数为，要使汽车不至于发生侧向打滑的事,解：,如右图所示，汽车在转弯处，受到地面,的支持力N、重力mg和地面对汽车的摩,解上两式，得到：,，故选。,（P49习题2-3）,故，汽车在该处的行驶速率（）,不得小于；必须等于,不得大于；还应由汽车的质量m决定。,擦力f三个作用。其中f是为汽车转弯提,供向心力的，要使汽车安全行驶，必有：,但：,7、对功的概念有以下几种说法：（1）保守力作正功时，系统内,只有（2）是正确的；只有（3）是正确的。,（1）（2）是正确的；（2）（3）是正确的；,解：,说法（2）是保守力作功的特点；,相应的势能增加；（2）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作,作功的代数和不一定为零。,因此，只有说法（2）是正确的，故选择,的功为零；（3）作用力和反作用力大小相等，方向相反，所以两,者所作的功的代数和必为零。,下列对上述说法判断正确的是（）。,对于说法（1）保守力作正功时会使系统的势能减少；,说法（3）作用力和反作用力是分别作用于两个物体上的，其,（P93习题3-3）,解：,作用于系统的合外力为零，动量定恒；,8、如图（三）所示，质量分别为m1和m2的物体A和B，置于光,图（三）,滑桌面上，A和B之间连着一轻弹簧；另有质量为m1和m2的的物体,C和D分别置于物体A和B之上，且物体A和C、B和D之间的摩擦系,数均不为零；首先用外沿水平方向推压A和B，使弹簧压缩，然后,撤掉外力，则在A和B弹开的过程中，对,A、B、C、D成的系统，有（）。,但机械能不一定会守恒，在A和B弹开的过程中，物体C和A及,B和D之间可能会有相对滑动，就会有摩擦内力作功而转化为,热能，所以机械能就不一守守恒了，因此答案选。,动量守恒，机械能守恒；,动量不守恒，机械能不守恒；动量守恒，机械能不一定守恒。,动量不守恒，机械能守恒；,（P93习题3-4）,9、有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的,水平面上，斜面是光滑的，有两个一样的物块分别从这两个斜面的,物块到达斜面底部时动量相等；,物块到达斜面底部时动能相等；,物块和斜面（以及地球）组成的系统，机械能不守恒；,解：,重力作功将一部分势能转化为物体的动能，另一部分通过内力,转化为斜面的动能，故、均不对。尽管系统动量、动,顶点由静止开始滑下，则（）。,物块和斜面组成的系统，在水平方向动量守恒。,对于题述的系统、由于无外,力和非保守内力作用，故机,能都不守恒，但水平方向的动量仍然守恒，故选。,（教材上册P93习题3-2）,械守恒。物体在下滑过程中，,10、如图（四）所示，子弹射入放在水平光滑地面上静止的,木块后而穿出；以地面为参考系，在下列说法,解：,子弹、木块系统在子弹射入的过程中，作用于系统的合外力,为零，系统的动量守恒，但机械能不守恒；因为子弹对地的,位移大于木块对地的位移，子弹与木块作用的一对内力所作,功的代数和不为零。子弹减少的动能一部分转化为木块的动,中正确的说法是（）。,子弹减少的动能转变为木块的动能；,子弹和木块组成的系统的机械能守恒；,子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功；,子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热。,（教材上册P93习题3-5）,能，另一部分转化为热能，热能的大小就等于这一对内力所,作的功的代数和。,综上所述，只能选。,如果摆锤能在竖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？,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,只有重力做功，则以摆锤和地球为系,统，取摆锤在最低点处的重力势能为零，机械能守恒，有：,四、1（10分）以质量为m的弹丸，穿过如图（五）所示的摆,锤后，速率由v减少到；已知摆锤的质量为，摆线长为l，,（教材上册P97习题3-30，作业）,四、计算题1解答,（3）摆锤在最高点处，对摆锤作受力分,析，如图所示；,力和绳子的张力共同提供；,应用牛顿第二定律，有：,注意到：FT0；当FT=0时，v2有最小,所以v2的最小值为：,值，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：,摆锤的向心力由重,四、计算题2续解,四、2（10分）一质量为m的小球最初位于如图（六）A点，,对小球作受力分析并取自然坐标，,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。（要求用运动学和牛顿定律解答）,如图所示；由牛顿第二定律，得：,由于，得：,代入（1）式，得：,（1）,（2）,（3）,解：,（教材上册P51习题2-18，作业）,四、计算题2解答,由（3）式分离变量，得：,对上式两边同时积分，,得到，,所以，角速度为：,将v代入（2）式，得：,所以，小球受到的作用力FN为：,根据牛顿第三定律，可得小球对轨道的作用力为：,方向与相反，指向轨道,四、计算题2续解,物体B的速度为：,四、3（10分）在图（七）中，A、B两质点由一长为l的刚性,细杆相连，A、B两物体可在光滑的轨道上滑行，如果物体A以恒,所以，,体