大学物理大作业(一;三;五)

PAGEPAGE1《大学物理》学期作业一质点运动学与牛顿运动定律学院专业班级姓名学号一.选择题1.以下四种运动，加速度保持不变的运动是(A)单摆的运动；圆周运动；抛体运动；匀速率曲线运动.2.质点在y轴上运动，运动方程为y=4t2-2t3，则质点返回原点时的速度和加速度分别为:(A)8m/s,16m/s2.-8m/s,-16m/s2.-8m/s,16m/s2.8m/s,-16m/s2.3.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为1=10m/s，2=15m/s，若物体作直线运动，则在整个过程中物体的平均速度为(A)12m/s.11.75m/s.(C)12.5m/s.(D)13.75m/s.vtt1t2vtt1t2t3O图1.1(A)0～t3时间内质点的位移用v-t曲线与t轴所围面积绝对值之和表示,路程用v-t曲线与t轴所围面积的代数和表示；(B)0～t3时间内质点的路程用v-t曲线与t轴所围面积绝对值之和表示,位移用v-t曲线与t轴所围面积的代数和表示；0～t3时间内质点的加速度大于零；t1时刻质点的加速度不等于零.5.质点沿XOY平面作曲线运动,其运动方程为:x=2t,y=19-2t2.则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为(A)0秒和3.16秒.1.78秒.1.78秒和3秒.0秒和3秒.6.下面表述正确的是(A)质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直；(B)物体作直线运动,法向加速度必为零；(C)轨道最弯处法向加速度最大；(D)某时刻的速率为零,切向加速度必为零.7.由于地球自转，静止于地球上的物体有向心加速度，下面说法正确的是(A)静止于地球上的物体,其向心加速度指向地球中心；(B)荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度大；(C)荆州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度小；(D)荆州所在地的向心加速度与北京所在地的向心加速度一样大小.8.下列情况不可能存在的是(A)速率增加,加速度大小减少；(B)速率减少,加速度大小增加；(C)速率不变而有加速度；(D)速率增加而无加速度；(E)速率增加而法向加速度大小不变.9.质点沿半径R=1m的圆周运动,某时刻角速度=1rad/s,角加速度=1rad/s2,则质点速度和加速度的大小为(A)1m/s,1m/s2.(B)1m/s,2m/s2.(C)1m/s,m/s2.(D)2m/s,m/s2.10.一抛射体的初速度为v0,抛射角为,抛射点的法向加速度,最高点的切向加速度以及最高点的曲率半径分别为(A)gcos,0,v02cos2/g.(B)gcos,gsin,0.(C)gsin,0,v02/g.(D)g,g,v02sin2/g.11.下面说法正确的是(A)物体在恒力作用下，不可能作曲线运动；(B)物体在变力作用下，不可能作直线运动；(C)物体在垂直于速度方向，且大小不变的力作用下，作匀速园周运动；(D)物体在不垂直于速度方向力的作用下,不可能作园周运动；(E)物体在垂直于速度方向，但大小可变的力的作用下，可以作匀速曲线运动.mBmAmBT(A)(B)图1.212.如图1.2(A)所示，mA>mB时,算出mB向右的加速度为a,今去掉mA而代之以拉力T=mBmAmBT(A)(B)图1.2(A)a>a.(B)a=a.(C)a<a.(D)无法判断.Mm图1.3Mm图1.3=0(A)斜面保持静止.(B)斜面向左运动.(C)斜面向右运动.(D)无法判断斜面是否运动.＜＜＜＜＜m2m图1.4＜＜＜＜＜＜＜＜m2图1.4＜＜＜＜＜图1.5a(A)3mg.(B)2mg.(C)1mg.(D)8mg/3.15.如图1.5所示,手提一根下端系着重物的轻弹簧,竖直向上作匀加速运动,当手突然停止运动的瞬间,物体将(A)向上作加速运动.(B)向上作匀速运动.(C)立即处于静止状态.(D)在重力作用下向上作减速运动.二.填空题1.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s=5+4t-t2(SI),则小球运动到最高点的时刻为t=秒.2.一质点沿X轴运动,v=1+3t2(SI),若t=0时,质点位于原点.则质点的加速度a=(SI)；质点的运动方程为x=(SI).3.一质点的运动方程为r=Acosti+Bsintj,其中A,B,为常量.则质点的加速度矢量为a=,轨迹方程为.4.一人骑摩托车跳越一条大沟,他能以与水平成30°角,其值为30m/s的初速从一边起跳,刚好到达另一边,则可知此沟的宽度为5.任意时刻at=0的运动是运动；任意时刻an=0的运动是运动；任意时刻a=0的运动是运动；任意时刻at=0,an=常量的运动是运动.6.已知质点的运动方程为r=2t2i+costj(SI),则其速度v=；加速度=；当t=1秒时,其切向加速度=；法向加速度=.Tmg图2.17Tmg图2.1Tcosmg=0(1)也有人在沿绳子拉力方向求合力写出Tmgcos=0(2)显然两式互相矛盾，你认为哪式正确？答.理由是.三．计算题1.湖中有一条小船，岸边有人用绳子通过岸上高于水面h的滑轮拉船，设人收绳的速率为v0，求船的速度u和加速度a.2.一人站在山脚下向山坡上扔石子,石子初速为v0,与水平夹角为(斜向上),山坡与水平面成角.(1)如不计空气阻力,求石子在山坡上的落地点对山脚的距离s；(2)如果值与v0值一定,取何值时s最大,并求出最大值smax.☉☉ABCMr图3.13.一轻杆CA以角速度绕定点C转动,而A端与重物M用细绳连接后跨过定滑轮B,如图3.1所示.试求重物M的速度.(已知CB=l为常数,=t,在t时刻∠CBA=,计算速度时作为已知数代入).4.质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度成正比,比例系数为k,忽略子弹的重力,求：(1)子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数关系式；(2)子弹射入沙土的最大深度.《大学物理》学期作业三刚体力学基础学院专业班级姓名学号一.选择题1.以下运动形态不是平动的是(A)火车在平直的斜坡上运动；(B)火车在拐弯时的运动；(C)活塞在气缸内的运动；(D)空中缆车的运动.2.以下说法正确的是(A)合外力为零,合外力矩一定为零；(B)合外力为零,合外力矩一定不为零；(C)合外力为零,合外力矩可以不为零；(D)合外力不为零,合外力矩一定不为零；(E)合外力不为零,合外力矩一定为零.3.有A、B两个半径相同,质量相同的细圆环.A环的质量均匀分布,B环的质量不均匀分布,设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为IA和IB,则有(A)IA＞IB.(B)IA＜IB.(C)无法确定哪个大.(D)IA＝IB.rdrR1R2O图1.14.质量为m,内外半径分别为R1、R2的均匀宽圆环,求对中心轴的转动惯量.先取宽度为dr以中心轴为轴的细圆环微元,如图1.1所示.宽圆环的质量面密度为=m/S=m/[(R22－R12)],细圆环的面积为dS=2rdr,得出微元质量dm=dS=2mrdr/(rdrR1R2O图1.1(A)I=.(B)I==mR22.(C)I==mR12.(D)I=.I=.I=－=m(R22－R12).I=I大圆－I小圆=m(R22－R12)/2.5.一质量为m,长为l的均质细杆可在水平桌面上绕杆的一端转动,杆与桌面间的摩擦系数为,求摩擦力矩M.先取微元细杆dr,其质量dm=dr=(m/l)dr.它受的摩擦力是df=(dm)g=(mg/l)dr,再进行以下的计算,(A)M=rdf==mgl/2.(B)M=(df)l/2=()l/2=mgl/2.(C)M=(df)l/3=()l/3=mgl/3.(D)M=(df)l=()l=mgl.6.以下说法错误的是:(A)角速度大的物体,受的合外力矩不一定大；(B)有角加速度的物体,所受合外力矩不可能为零；(C)有角加速度的物体,所受合外力一定不为零；(D)作定轴（轴过质心）转动的物体,不论角加速度多大,所受合外力一定为零.7.在定轴转动中,如果合外力矩的方向与角速度的方向一致,则以下说法正确的是:(A)合力矩增大时,物体角速度一定增大；(B)合力矩减小时,物体角速度一定减小；(C)合力矩减小时,物体角加速度不一定变小；(D)合力矩增大时,物体角加速度不一定增大.RARBRC空心图1.2ABC8.质量相同的三个均匀刚体A、B、C,如图1.2所示。以相同的角速度RARBRC空心图1.2ABC(A)A先停转.(B)B先停转.(C)C先停转.(D)A、C同时停转.9.银河系中有一天体是均匀球体,其半径为R,绕其对称轴自转的周期为T,由于引力凝聚的作用,体积不断收缩,则一万年以后应有(A)自转周期变小,动能也变小.(B)自转周期变小,动能增大.(C)自转周期变大,动能增大.(D)自转周期变大,动能减小.(E)自转周期不变,动能减小.10.一人站在无摩擦的转动平台上并随转动平台一起转动,双臂水平地举着二哑铃,当他把二哑铃水平地收缩到胸前的过程中,(A)人与哑铃组成系统对转轴的角动量守恒,人与哑铃同平台组成系统的机械能不守恒.(B)人与哑铃组成系统对转轴的角动量不守恒,人与哑铃同平台组成系统的机械能守恒.(C)人与哑铃组成系统对转轴的角动量,人与哑铃同平台组成系统的机械能都守恒.(D)人与哑铃组成系统对转轴的角动量,人与哑铃同平台组成系统的机械能都不守恒.11.芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为I0，角速度为0,当她突然收臂使转动惯量减小为I0/2时,其角速度应为(A)20.(B)0.(C)40.(D)0/2.(E)0/.12.转动惯量相同的两物体m1、m2都可作定轴转动,分别受到不过转轴的两力F1、F2的作用,且F1>F2,它们获得的角加速度分别为1和2.则以下说法不正确的是(A)1可能大于2；(B)1可能小于2；(C)1可能等2；(D)1一定大于2.二.填空题FmF=mg(1)(2)图2.11.如图2.1所示,两个质量和半径都相同的均匀滑轮,轴处无摩擦,1和2分别表示图(1)、图(2)中滑轮的角加速度,则12(填FmF=mg(1)(2)图2.12.质量为m的均匀圆盘，半径为r，绕中心轴的转动惯量I1=；质量为M,半径为R,长度为l的均匀圆柱，绕中心轴的转动惯量I2=.如果M=m,r=R,则I1I2.ABRARB图2.23.如图2.2所示，半径分别为RA和RB的两轮，同皮带连结，若皮带不打滑，则两轮的角速度A:B=；两轮边缘上A点及B点的线速度vA:vB=；切向加速度:=；法向加速度:ABRARB图2.24.半径为20cm的主动轮,通过皮带拖动半径为50cm的被动轮转动,皮带与轮之间无相对滑动,主动轮从静止开始作匀角加速转动,在4s内被动轮的角速度达到8rad/s,则主动轮在这段时间内转过了5.在XOY平面内的三个质点,质量分别为m1=1kg,m2=2kg,和m3=3kg,位置坐标(以米为单位)分别为m1(－3,－2)、m2(－2,1)和m3(1,2),则这三个质点构成的质点组对Z轴的转动惯量Iz6.光滑水平桌面上有一小孔,孔中穿一轻绳,绳的一端栓一质量为m的小球,另一端用手拉住.若小球开始在光滑桌面上作半径为R1速率为v1的圆周运动,今用力F慢慢往下拉绳子,当圆周运动的半径减小到R2时,则小球的速率为,力F做的功为.三.计算题1.质量为m的均匀细杆长为l,竖直站立,下面有一绞链,如图3.1,开始时杆静止,因处于不稳平衡,它便倒下,求当它与铅直线成60角时的角加速度和角速度.lm60°O图3.12.一质量为m,半径为R的均匀圆盘放在粗糙的水平桌面上,圆盘与桌面的摩擦系数为,圆盘可绕过中心且垂直于盘面的轴转动,求转动过程中,作用于圆盘上的摩擦力矩.3.如图3.2所示,有一飞轮,半径为r=20cm,可绕水平轴转动,在轮上绕一根很长的轻绳,若在自由端系一质量m1=20g的物体,此物体匀速下降；若系m2=50g的物体,则此物体在10s内由静止开始加速下降40cm.设摩擦阻力矩保持不变.求摩擦阻力矩、飞轮的转动惯量以及绳系重物m图3.24.如图3.3所示,质量为M的均匀细棒,长为L,可绕过端点O的水平光滑轴在竖直面内转动,当棒竖直静止下垂时,有一质量为m的小球飞来,垂直击中棒的中点.由于碰撞,小球碰后以初速度为零自由下落,而细棒碰撞后的最大偏角为,求小球击中细棒前的速度值.mmvML图3.3《大学物理》学期作业五恒定电流的磁场院、系班级姓名学号选择题1.关于平面线圈的磁矩,以下说法错误的是(A)平面线圈的磁矩是一标量,其大小为Pm=IS;(B)平面线圈的磁矩Pm=Isn.其中I为线圈的电流,S为线圈的所围面积,n.为线圈平面的法向单位矢量,它与电流I成右手螺旋;(C)平面线圈的磁矩Pm是一个矢量,其大小为Pm=IS,其方向与电流I成右手螺旋;(D)单匝平面线圈的磁矩为Pm=Isn,N匝面积相同且紧缠在一起的平面线圈的磁矩为Pm=NISn;··xyz-··xyz-aaIIO图1.1(A)0I(2a),在yz面内，与y成45角(B)0I(2a),在yz面内，与y成135角(C)0I(2a),在xy面内，与x成45角.(D)0I(2a),在zx面内，与z成45角.3.电流元Idl位于直角坐标系原点，电流沿z轴正方向,空间点P(x,y,z)磁感应强度dB沿x轴的分量是：(A)0.(B)(04)Iydl(x2+y2+z2)3/2.(C)(04)Ixdl(x2+y2+z2)3/2.(D)(04)Iydl(x2+y2+z2).12OabcII图1.24.长直导线1沿垂直bc边方向经a点流入一电阻均匀分布的正三角形线框,再由b点沿垂直ac边方向流出,经长直导线2返回电源(如图1.2)，若载流直导线1、2和三角形框在框中心O点产生的磁感应强度分别用B112OabcII图1.2(A)B=0，因为B1=B2=B3=0.(B)B=0，因为虽然B10,B20,但B1+B2=0,B3=0.(C)B0，因为虽然B3=0，但B1+B20.(D)B0，因为虽然B1+B2=0，但B30.xyzabcEOAABBC图1.35.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一如图1.3所示的三棱柱,取表面的法线均向外,设过面AACO,面BBOC,面AAxyzabcEOAABBC图1.3(A)m1=0,m2=Ebc,m3=Ebc.(B)m1=Eac,m2=0,m3=Eac.(C)m1=Eac,m2=Ec,m3=Ebc.(D)m1=Eac,m2=Ec,m3=Ebc.·POxyz-aa2a2aII图1.46.如图1.4所示，xy·POxyz-aa22II图1.4(A)大小为0I（4a），方向沿z轴正向.(B)大小为0I（4a），方向沿z轴正向(C)大小为0I（4a），方向沿y轴正向.(D)大小为0I（4a），方向沿y轴负向.·PI2I1L图1.57.如图1.5所示,有两根无限长直载流导线平行放置,电流分别为I1和I2,L是空间一闭曲线,I1在L内,I2在L外,P是L上的一点,今将I2·PI2I1L图1.5(A)与BP同时改变.(B)与BP都不改变.(C)不变,BP改变.(D)改变,BP不变.Il图1.68.如图1.6,一环形电流I和一回路l，则积分Il图1.60.(B)2I.(C)20I.(D)20I.BrabO(A)BrabO(B)BBrabO(A)BrabO(B)BrabO(C)BrabO(D)图1.710.对于某一回路l，积分等于零，则可以断定(A)回路l内一定有电流.(B)回路l内可能有电流.(C)回路l内一定无电流.(D)回路l内可能有电流，但代数和为零.I0IABab图1.811.在电流为I0I0IABab图1.8(A).0I0Ib/(2a(B)0I0Ib/[2(a+b)]..(C)0I0Ib/[(a+b)]..(D).R1R2图1.912.如图1.9,将一导线密绕成内半径为R1，外半径为R2的园形平面线圈，导线截面直径为R1R2图1.9(R23－R13)I/(3d).(B)(R22－R12)I（3d）.(C)(R22+R12)I（3d）.(D)(R22－R12)I.13.通有电流I的正方形线圈MNOP，边长为a（如图1.10），放置在均匀磁场中，已知磁感应强度B沿Z轴方向，则线圈所受的磁力矩M为xyzBOMNPxyzBOMNP30°图1.10(B)Ia2B/2，沿z方向.(C)Ia2B，沿y方向.(D)Ia2B/2，沿y方向.······································B图1.11两粒子的电荷必然同号.(B)粒子的电荷可以同号也可以异号.(C)两粒子的动量大小必然不同.(D)两粒子的运动周期必然不同.○○+×××××××××××××○○+××××××××××××××××v1v2Bq1q2图1.12(A)T1=T2，q1和q2都向顺时针方向旋转；(B)T1=T2，q1和q2都向逆时针方向旋转；(C)T1T2，q1向顺时针方向旋转，q2向逆时针方向旋转；(D)T1=T2，q1向顺时针方向旋转，q2向逆时针方向旋转。二.填空题1.对于位于坐标原点,方向沿x轴正向的电流元Idl,它在x轴上a点,y轴上b点,z轴上c点(a,b,c距原点O均为r)产生磁感应强度的大小分别为Ba=,Bb=,Bc=。2.氢原子中的电子,以速度v在半径r的圆周上作匀速圆周运动,它等效于一圆电流,其电流I用v、r、e(电子电量)表示的关系式为I=，此圆电流在中心产生的磁场为B=，它的磁矩为pm=.3.一带正电荷q的粒子以速率v从x负方向飞过来向x正方向飞去，当它经过坐标原点时,在x轴上的x0点处的磁感应强度矢量表达式为B=，在y轴上的y0处的磁感应强度矢量表达式为.II·OR1R2图2.14.如图2.1所示，真空中稳恒电流I流过两个半径分别为R1、R2的共面同心半圆形导线，两半圆导线间由沿直径的直导线连接，电流沿直导线流入流出,则圆心OII·OR1R2图2.1I1I2L1L2L3图2.25.如图2.2所示，真空中有两圆形电流I1和I2和三个环路L1L2L3，则安培环路定律的表达式为=I1I2L1L2L3图2.26.平面线圈的磁矩Pm=ISn,其中S是电流为I的平面线圈的，n是线圈的；按右手螺旋法则，当四指的方向代表方向时,大姆指方向代表方向.IB图2.37.一矩