南通职业大学《力学（一）》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《力学（一）》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、一质量为m的物体在光滑水平面上受到水平力F的作用，从静止开始运动。经过时间t，力F做功为W。若力F的大小不变，方向改为与原来相反，作用时间仍为t，力F做功为多少？（）A.-WB.WC.2WD.-2W2、一个质量为M的物体放在光滑水平面上，一个质量为m的物体以速度v与M发生完全非弹性碰撞，碰撞后的共同速度是多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m3、一个质量为m的物体，在一个与水平方向成α角的斜面上匀速下滑。已知斜面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则物体受到的摩擦力大小为多少？（）A.μmgcosαB.mgsinαC.μmgD.mg(sinα-μcosα)4、有一个质量分布均匀的球体，半径为R，总质量为M。在距离球心为r（r<R）的位置处放置一个质量为m的质点，已知万有引力常量为G，则质点受到球体的万有引力大小为多少？（）A.GMm/r^2B.GMmR^3/r^2C.GMmr/R^3D.GMm/(R^2+r^2)5、一个质量为m的物体在水平面上以初速度v0开始滑动，动摩擦因数为μ，求物体停止运动所用的时间是多少？（）A.v0/μgB.μg/v0C.mv0/μgD.μg/mv06、在材料力学中，压杆稳定是一个重要的问题。对于一根细长的压杆，以下哪种因素会降低其稳定性？（）A.增大压杆的横截面面积B.减小压杆的长度C.选用弹性模量小的材料D.增加压杆两端的约束条件7、在刚体的定轴转动中，转动惯量是一个重要的物理量。对于一个由多个质点组成的刚体，以下哪种情况会导致其转动惯量增大？（）A.质点向转轴靠近B.质点质量减小C.质点分布远离转轴D.转轴位置改变8、在一个光滑水平面上，有两个质量分别为m1和m2的物体，它们之间用一根轻质弹簧相连。现对m1施加一个水平向右的拉力F，使两物体一起向右做匀加速直线运动。已知弹簧的劲度系数为k，此时弹簧的伸长量为多少？（）A.F/kB.F/(m1+m2)C.F*m2/(m1+m2)D.F*m1/(m1+m2)9、在一个粗糙水平面上，一个质量为M的物体在水平拉力F的作用下做匀加速直线运动，加速度为a。若拉力增大为2F，物体的加速度将变为多少？（）A.2aB.aC.0.5aD.4a10、在热力学过程中，等压过程、等容过程和等温过程具有不同的特点。对于理想气体的等压膨胀过程，以下哪个物理量增大？（）A.内能B.压强C.温度D.体积11、在研究刚体的转动惯量时，以下关于平行轴定理的描述，哪一项是不正确的？（）A.刚体对某一轴的转动惯量等于刚体对通过质心且与该轴平行的轴的转动惯量加上刚体的质量与两轴间距离平方的乘积B.平行轴定理只适用于刚体绕固定轴的转动C.利用平行轴定理可以方便地计算刚体对不同轴的转动惯量D.无论刚体的形状如何，平行轴定理都适用12、一质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下，从静止开始向上做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过时间t，以下关于拉力做功的表达式，正确的是？（）A.FatB.m（g+a）at^2/2C.（F-mg）at^2/2D.（F-mg）at^213、在一个固定的光滑斜面上，有两个质量相同的物块A和B，分别从斜面的顶端由静止下滑，A沿斜面的直线下滑，B沿斜面上的曲线下滑，忽略空气阻力，两物块到达斜面底端时的速度大小关系如何？（）A.A的速度大于B的速度B.A的速度小于B的速度C.A的速度等于B的速度D.无法确定14、两个物体A和B，质量分别为mA和mB，它们之间用一根轻质弹簧相连，放在光滑的水平面上，现对A施加一个水平向右的拉力F，使A、B一起向右做匀加速直线运动，已知加速度为a，以下关于弹簧弹力大小的表达式，正确的是？（）A.mAaB.mBaC.FmB/（mA+mB）D.FmA/（mA+mB）15、对于振动的合成，如果两个简谐振动的频率相差很大，以下哪种情况会发生？（）A.产生拍现象，振幅出现周期性的强弱变化B.合成振动仍然是简谐振动C.合成振动是复杂的非周期性振动D.无法确定合成振动的性质16、一根轻质弹簧，原长为L0，劲度系数为k，一端固定在墙上，另一端连接一个质量为m的物体。现将物体拉离平衡位置一段距离x后由静止释放，物体做简谐运动。其振动周期为多少？（）A.2π√(m/k)B.2π√(k/m)C.π√(m/k)D.π√(k/m)17、在研究材料的力学性能时，应力和应变是重要的概念。以下关于应力和应变的关系，哪一项是错误的？（）A.在弹性范围内，应力与应变成正比B.材料的弹性模量等于应力除以应变C.超过材料的屈服极限后，应力与应变不再成正比D.应力越大，应变一定越大18、在一个定滑轮两侧，分别悬挂质量为m和2m的物体，忽略滑轮的质量和摩擦力，当系统由静止释放后，质量为m的物体的加速度大小为多少？（）A.g/3B.g/2C.2g/3D.g19、一个质量为M的球放在一个倾角为θ的光滑斜面上，并用挡板挡住，挡板与斜面垂直，若斜面和挡板都是固定的，球对斜面的压力大小为多少？（）A.MgcosθB.MgsinθC.Mg/cosθD.Mg/tanθ20、一个质量为M的楔形物块放在水平地面上，楔形物块的斜面是光滑的，在斜面上有一个质量为m的小物块，现对小物块施加一个平行于斜面向上的力F，使小物块沿斜面向上做匀加速运动，若楔形物块始终保持静止，地面对楔形物块的摩擦力大小和方向如何？（）A.水平向左，大小为FcosθB.水平向右，大小为FcosθC.水平向左，大小为FsinθD.为零二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在研究质点的相对运动时，请解释伽利略相对性原理和狭义相对性原理的区别，并举例说明在不同情况下应采用哪种相对性原理。2、（本题5分）在弹性力学的研究范围内，详细阐述如何通过数学模型来描述物体在受到外力作用时的应力和应变分布情况？3、（本题5分）从力学角度分析，在航空航天领域，如何设计飞行器的外形以减小空气阻力并提高飞行性能？三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一根轻质弹簧，其劲度系数为500N/m，一端固定在墙上，另一端连接一个质量为2kg的物体，物体在光滑水平面上做简谐运动，振幅为0.2m，求物体的最大速度。2、（本题5分）一质点在x-y平面内运动，其运动方程为x=3t，y=4t^2，其中x、y以m为单位，t以s为单位，求t=2s时质点的速度和加速度。3、（本题5分）一个质量为6kg的物体，从一个光滑的四分之一圆弧轨道顶端由静止下滑，轨道半径为4m，求物体滑到轨道底端时的速度和轨道对物体的支持力。4、（本题5分）一个质量为3kg的物体放在倾角为30°的斜面上，斜面与物体间的动摩擦因数为0.2，现用一平行于斜面向上的力F=20N拉物体，使其沿斜面向上匀速运动，求斜面的长度至少为多少。5、（本题5分）一个质量为6kg的物体放在倾角为37°的粗糙斜面上，用一个平行于斜面的力推物体，使物体以加速度1m/s²沿斜面向上运动，力的大小为20N，动摩擦因数为0.2，g取10m/s²，求物体在4s内的位移。四、论述题（本大题共2个小题，共20分)