期中试卷1公开课一等奖课件省赛课获奖课件

09级大学物理（一）期中试卷解答第1页1.质点作半径为R变速圆周运动时加速度大小为（v表达任一时刻质点速率）。

解：质点做变速圆周运动，（D）第2页2．人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，卫星轨道近地点和远地点分别为A和B。用L和EK分别表达卫星对地心角动量及其动能瞬时值，则应有(A)LA>LB，EKA>EKB；(B)LA=LB，EKA<EKB；(C)LA=LB，EKA>EKB；(D)LA<LB，EKA<EKB。解：卫星绕地球作椭圆轨道运动，卫星对地球合外力矩为零（万有引力为有心力）。对地球角动量守恒，LA=LB(C)第3页3．一种质点同步在几个力作用下位移为：其中一种力为恒力，(A)-67J；(B)17J；(C)67J；(D)91J。则此力在该位移过程中所作功为(C)第4页4．一特殊轻弹簧，弹性力F＝kx3，k为一常量系数，x为伸长(或压缩)量．现将弹簧水平放置于光滑水平面上，一端固定，一端与质量为m滑块相连而处于自然长度状态。今沿弹簧长度方向给滑块一种冲量，使其取得一速度v，压缩弹簧，则弹簧被压缩最大长度为解：弹簧被压缩过程，弹性力做功。（D）根据动能定理：第5页5．A、B为两个相同绕着轻绳定滑轮。A滑轮挂一质量为M物体，B滑轮受拉力F，并且F＝Mg。设A、B两滑轮角加速度分别为βA和βB，不计滑轮轴摩擦，则有βA=βB，(B)βA＞βB，(C)βA＜βB(D)开始时βA＝βB，后来βA＜βB。解：隔离法，分别列方程与比较(C)第6页6．一静止均匀细棒，长为L、质量为M，可绕通过棒端点且垂直于棒长光滑固定轴O在水平面内转动，转动惯量为(ML2/3),一质量为m、速率为v子弹在水平面内沿与棒垂直方向射出并穿出棒自由端，设穿过棒后子弹速率为v/2，则此时棒角速度应为(A)mV/ML(B)3mV/2ML(C)5mV/3ML(D)7mV/4ML.解：(子弹+杆)对O轴选⊙为正向，（B）第7页7．一火箭固有长度为L，相对于地面作匀速直线运动速度为v1，火箭上有一种人从火箭后端向火箭前端上一种靶子发射一颗相对于火箭速度为v2子弹。在火箭上测得子弹从射出到击中靶时间间隔是：（c表达真空中光速）解：以火箭为参照系,火箭长为L,子弹相对火箭速度为v2（B）第8页8．质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量4倍时，其质量为静止质量(A)4倍；(B)5倍；(C)6倍；(D)8倍。解：动能：静能：动能为静止能量4倍（B）第9页9.有一旅客站在沿水平轨道匀速开行列车最后一节车厢后平台上（1）手拿石块，松手释放；（2）沿水平方向向车后掷出石块，使石块相对车速度等于火车相对于地速度。则站在铁路路基旁观测者所见石块运动是：（1）_____________________________。（2）______________________________。平抛运动，抛向火车前进方向．自由落体运动(1)石块有随火车运动水平方向初速度第10页10.一吊车底板上放一质量为10kg物体，若吊车底板加速上升，加速度大小为a＝3+5t(SI)，从t=0计算，则2秒内吊车底板给物体冲量大小I＝___________；2秒内物体动量增量大小＝_______________。解：分析受力第11页11．质量为m质点以速度

沿始终线运动，则它对直线外垂直距离为d一点角动量大小是______________。解：第12页12．劲度系数为k弹簧，上端固定，下端悬挂重物。当弹簧伸长x0，重物在O处达成平衡，现取重物在O处时多种势能均为零，则当弹簧长度为原长时，系统重力势能为_______；系统弹性势能为________；系统总势能为____________。（答案用k和x0表达）解：平衡位置有重力势能为系统弹性势能为：系统总势能为第13页13．一根长为l细绳一端固定于光滑水平面上O点，另一端系一质量为m小球，开始时绳子是松弛，小球与O点距离为h。使小球以某个初速率沿该光滑水平面上始终线运动，该直线垂直于小球初始位置与O点连线。当小球与O点距离达成l时，绳子绷紧从而使小球沿一种以O点为圆心圆形轨迹运动，则小球作圆周运动时动能EK与初动能EK0比值EK/EK0=_____________。解：小球在绳子绷紧前后所受合外力矩为零，故角动量守恒。第14页14．一种匀质圆盘由静止开始以恒定角加速度绕通过中心且垂直于盘面轴转动。在某一时刻转速为10rev/s，再转60圈后转速变为15rev/s。则由静止达成10rev/s所需时间t=________；由静止到10rev/s时圆盘所转圈数N=________。t=ω/β=10×2π/6.54=9.61s第15页15．一门宽为a。今有一固有长度为l0(l0>a)水平细杆，在门外贴近门平面内沿其长度方向匀速运动。若站在门外观测者以为此杆两端可同步被拉进此门，则该杆相对于门运动速率u最少为______________________。解：根据运动杆长度收缩公式则第16页16．质量m＝2kg物体沿x轴作直线运动，所受合外力F＝10＋6x2(SI)。假如在x=0处时速度v0＝0；试求该物体运动到x＝4m处时速度大小。解：用动能定理，对物体W=△EK解出:v＝13m/s第17页17．光滑圆盘面上有一质量为m物体A，拴在一根穿过圆盘中心O处光滑小孔细绳上，如图所示。开始时，该物体距圆盘中心O距离为r0，并以角速度w0绕盘心O作圆周运动。现向下拉绳，当质点A径向距离由r0减少届时，向下拉速度为v，求下拉过程中拉力所作功。解：角动量守恒v’为时小球横向速度。拉力作功vB为小球对地总速度，当时第18页18．一质量为m物体悬于一条轻绳一端，绳另一端绕在一轮轴轴上，轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r，整个装置架在光滑固定轴承之上．当物体从静止释放后，在时间t内下降了一段距离S。试求整个轮轴转动惯量（用m、r、t和S表达）。解：设绳子对物体(或绳子对轮轴)拉力为T，由牛顿运动定律和转动定律得：又根据已知条件v0＝0第19页19．A和B两飞轮轴杆在同一中心线上，设两轮转动惯量分别为J＝10kg·m2和J＝20kg·m2。开始时，A轮转速为600rev/min，B轮静止。C为摩擦啮合器，其转动惯量可忽视不计。A、B分别与C左、右两个组件相连，当C左右组件啮合时，B轮得到加速而A轮减速，直到两轮转速相等为止。设轴光滑，求(1)两轮啮合后转速n；(2)两轮各自所受冲量矩。解：(1)选择A、B两轮为系统,啮合过程中只有内力矩作用,系统角动量守恒又ωB0＝0得第20页A轮受冲量矩负号表达与方向相反。B轮受冲量矩方向与相同(2)求两轮各自所受冲量矩。第21页20.假定在试验室中测得静止在试验室中μ+子（不稳定粒子）寿命为2.2×10-6s，而当它相对于试验室运动时试验室中测得它寿命为1.63×10-5s。试问：这两个测量成果符合相对论什么结论？μ+子相对于试验室速度是真空中光速c多少倍？解：它符合相对论时间膨胀(或运动时钟变慢)结论设μ+子相对于试验室速度为v

μ+子固有寿命τ0=2.2×10-6sμ+子相对试验室作匀速运动时寿命τ=1.63×10-5s按时间膨胀公式：移项整顿得第22页21.要使电子速度从v1=1.2×108m/s增加到v2=2.4×108m/s必须对它作多少功？（电子静止质量me＝9.11×10-31kg）解：根据功能原理，要作功根据相对论能量公式根据相对论质量公式第23页22．设惯性系S´相对于惯性系S以速度u沿x轴正方向运动，假如从S´系坐标原点O´沿x´(x´轴与x轴互相平行)正方向发射一光脉冲，则（1）在S´系中测得光脉冲传输速度为c。（2）在S系中测得光脉冲传输速度为c+u。以上二个说法是否正确？如有错误，请说明为何错误并给予改正。答：（1）是正确。2分（2）是错误，由于不符合光速不变原理。1分改为“在S系中测得光脉冲传输速度为c.”2分第24页23．计算一种刚体对某转轴转动惯量时，一般能不能以为它质量集中于其质心，成为一质点，然后计算这个质点对该轴转动惯量？为何？举例说明你结论。答：不能。