第一二章作业含答案

别妄想泡我
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2020年07月31日 08:07
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英语周记100字-担保公司工作总结


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第一章质点运动学
一、填空题
1.一质点作半径为1.0 m的圆周运动,它通过的弧长s按规律s=t+2t
2
变 化。则它在2s末的切向
加速度为ms
2
。法向加速度为ms
2
。( 4,81)
2

(14t)
2
dsd

解:< br>


18t16t
2

14ta< br>t
4
a
n

rr
dtdt
2.一质点 沿x轴作直线运动,运动方程为
x4t2t
3
,则1s末到3s末的位移为m。
则1s末到3s末的平均速度为ms。(-44-22)
解:
xx(3)x( 1)44


x

44
22

t31


1

1
3.已知质点的运动方程为
r(52tt
2
)i(4tt
3
)j
(SI),当t= 2s时,质点的速度
23




2


ms,质点的加速度
a
ms
8j

i4j





d


dr2
解:

(2t)i(4t)j
t2s
8ja i2tj
t2s
i4j

dtdt

4.一 质点的运动方程为
x2t6t
2
(SI),质点在4s时的速度大小为ms。
加速度大小为ms
2
(50,12)
dxd

解:

212t
t4s
50a12

dtdt
5.一质点沿半径R=1 m的圆周运动,其路程与时间的关系为
s22t
2
(m),那么,从开始
计时到总加速度a恰好与半径成45°角时,质点所经过的路程s=m。0.5
v
2
16t
2
dsdv
16t
2
< br>解:

4ta
t
4
a
n

R1
dtdt
由题意:
a
t
a
n
416t
2

t0.5s

ss(0.5)s(0)0.5m

6.一质点在半径为0.20 m的圆周上运动,其角位置为

65t
2
(SI),则t=2.0s时质点的速度
的大小v=ms。质点的切向加速度大小为ms
2
;质点的法向加速度大小
为ms
2
。质点的加速度的大小a=ms
2
。(4,2,80,80.02)
d

10t
vr

0.210t2t
t2s
4ms

dt


7.在xoy平面内有一运 动的质点,其运动方程为
r10cos5ti10sin5tj
(SI),则该质点运动的
解:



轨迹方程是
x
2
y
2
100


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解:
x10cos5t
22
xy100

y10s in5t
消去参数t,得


8.一质点作平面曲线运动,运动方程为r(t)tit
2
j(m)
,在t=1s时质点的切向加速度
a< br>t
=ms
2
;在t=1s时质点的法向加速度a
n
=ms2
。(
455255




22
解:

v

i
2
tj
速度大小
vv< br>x
v
y
1
2
(2t)
2
14t< br>2




dv

a
2
j
总加速度大小
a2

dt
9.质点沿半径为R的圆周运动,运 动方程

32t
2
(SI),则t时刻质点的法向加速度
a< br>n
=ms
2
;t时刻质点的角加速度β=rads
2
。16R t
2

4
解:



d
4t
vR

4Rt

dt
10.一质点沿半径 R=1m的圆周作匀加速转动,由静止开始经3秒速率达到v=6ms,则该质点

此时的加速度矢量
a
=ms
2
。(设切向与法向单位矢量分别为
e
t
,e
n



2e
t
 36e
n
(ms
2
)

解:
a
t

v60
2ms
2

t30
二、选择题
1.一质点作匀变速圆周运动,则(D)
(A)角速度不变(B)线速度不变(C)加速度不变(D)切向加速度量值不变
解:匀变速圆周运动指速度大小均匀变化,而切向加速度反应速度大小变化快慢的
2.如图,物体沿着两个半圆弧由A运动至C。它的位移和路程分别是(C)
(A)4R向右;2πR向右(B)4πR向右;4R向右
(C)4R向右;2πR(D)4R,2πR
A
R
B C
R
解:注意位移是矢量,方向由起点直接指向终点,而路程为标量,无方向,只是实际轨迹的长度
3.一个质点在做圆周运动时,则有(C)
(A)切向加速度一定改变,法向加速度也改变;(B)切向加速度可能不变,法向加速度不变;
(C)切向加速度可能不变,法向加速度一定改变;(D)切向加速度一定改变,法向加速度不变。 < br>解:匀速圆周运动时,切向加速度为0矢量,不变。而法向加速度方向始终要指向圆心,故一定
改 变

4.一运动质点在某瞬时位于位矢
r(x,y)
的端点处,对其速度的 大小有四种意见,即:

22
d|r|
drds

dx< br>
dy

(1);(2);(3);(4)




dt
dtdt

dt

dt

下述判断正确的是(D)


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(A)只有(1)(2)正确;(B)只有(1)正确;
(C)只有(2)(3)正确;(D)只有(3)(4)正确。
解:
5.作圆周运动的物体(D)
(A)加速度的方向必指向圆心(B)切向加速度必定等于零
(C)法向加速度必定等于零(D)合加速度必定不等于零
解:注意:切向加速度仅改变速度的大小。法向加速度改变速度的方向
6.质点作曲线运动, 在时刻t质点的位矢为r,速度为v,速率为v,t至(t+

t)时间内的位移为
△ r,路程为△s,位移大小的变化量为△r,平均速度为
v
,平均速率为
v

根据上述情况,则必有(B)

(A)
|r|sr


(B)
|r|sr
,当
t0
时有
|dr|dsdr


(C)
|r|sr
,当
t0
时有
|dr|drds



(D )
|r|sr
,当
t0
时有
|dr|drds< br>
7.已知质点的运动方程为x=-10+12t-2t
2
(SI),则在前5 秒内质点作(D)
(A)减速运动,路程为26m;(B)加速运动,位移的大小为10m;
(C)变速运动,位移的大小和路程均为10m;
(D)前3秒作减速运动,后2秒作加速运动,路程为26m。
dxdv
解:
v124ta4

dtdt
dx
v124t0,,t3s
前3s做匀减速运动
s(3s)x(3)x (0)18

dt
后2s反向加速运动,
s(2s)x(5)x(3)8

所以,总路程为
s(3s)s(2s)18826

8.质点作 曲线运动,r表示位置矢量,v表示速度,a表示加速度,s表示路程,a
t
表示切向加速度。 对下列表达
式,即:
表达式为

dv
dr
dvds
a
t
。 (1)(3)(4 )
a
;(2)
v

v

dt
dt< br>dtdt
下述判断正确的是(D)
(A)只有(1)(4)是对的;(B)只有(2)(4)是对的;
(C)只有(2)是对的;(D)只有(3)是对的。
9.下面表述正确的是(B)
(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。
10.作匀速圆周运动的物体(C)


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(A)速度不变;(B)加速度不变;
(C)切向加速度等于零;(D)法向加速度等于零。
11.质点在y轴上运动,运动方程为y=4t
2
-2t
3
,则质点 返回原点时的速度和加速度分别为(B)
(A)8ms,16ms
2
;(B)-8ms,-16ms
2

(C)-8ms,16ms
2
;(D)8ms,-16ms
2
.
dydv
解:由题意
v8t6t
2
a812t

dtdt
23
y4t2t0,,,,得t0s和t2s
再次回到 原点时,有
2
v8t6t
t2s
8
a812t
t2s
16
所以,t=2s时,
12.质点沿xoy平面作曲线运动,其运 动方程为:x=2t,y=19-2t
2
.则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直
的时刻 为(D)
(A)0秒和3.16秒;(B)1.78秒;(C)1.78秒和3秒;(D)0秒和3秒。


2
解:由题意
r2ti(192t)j


恰好垂直,两矢量点乘为0,
vr(2i4tj)2ti (192t
2
)j0


13.质点作曲线运动,若r表示位 矢,s表示路程,v表示速度,v表示速率,a表示加速度,a
t

示切向加速度。则 下列表达式中正确的是(B)


dr
dv
d|r|d|v|< br>v

a
t
,(A)(B)
a

v< br>;
dtdt
dt
dt



dv
dsdr
d|v|
a
。 (C)(D)
v

v
a
t

dt
dtdt
dt
14.某质点的 运动方程为x=6+3t-5t
3
(SI),则该质点作(D)
(A)匀加速度直线运动,加速度沿x轴正方向;
(B)匀加速度直线运动,加速度沿x轴负方向;
(C)变加速度直线运动,加速度沿x轴正方向;
(D)变加速度直线运动,加速度沿x轴负方向。
dx
315t
2
解:
v
dt
从加速度来看,加速度是时间函数,且符号为“-”便可知
三、计算题


1、质点在Oxy平面内运动,其运动方程为
r 2.0ti(19.02.0t
2
)j
,式中各量均取国际单位。
求 :(1).在t=1.0s到t=2.0s时间内的的位移及平均速度;(2).t=1.0s时的速度及加速度 。
解:(1)t=1.0s到t=2.0s时间内的位移为
t=1.0s到t=2.0s时间内的平均速度为


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< br>
dx

dy

j)|
t1
2i4j (ms
1
)
(2)t=1.0s时的速度为
v(1)(i
dtdt


d
2
x

d
2
y< br>
2
t=1.0s时的加速度为
a(1)(
2
i
2
j)|
t1
4j(ms)

dtdt
2、一质 点在xoy平面内运动,其运动方程为
x2t,y4t
2
8
(SI)。
(1)求质点运动的轨迹方程;(2)求t=2s时,质点的位置、速度和加速度。
解:(1)质点的轨道方程为
yx
2
8
(抛物线)
 

(2)t=2s时,质点的位置为
r(2)x(2)iy(2)j4i 8j


t=2s时,质点的速度为
v(2)2i16j(ms< br>1
)



a(2)8j(ms
2
)
t=2s时,质点的加速度为
(m)

3、汽车在半径为400m的圆弧弯道上减速行 驶,设在某一时刻,汽车的速率为10ms,切向加速
度大小为0.2ms
2
,求汽车 的法向加速度和总加速度的大小和方向。
v
2
10
2
0.25ms
2
解:法向加速度
a
n

R400
2
0.20.25
2
0.32ms
2
总加速度大小
aa
t
2
a
n
总加速度方向
tan


a
t
0.24



a
n
0.255
4、
一质点沿半径为R的 圆周按规律
sv
0
t
1
2
bt
而运动,v0
、b都是常量。
2
求:(1)t时刻质点的总加速度的大小;
(2)t为何值时总加速度在数值上等于b;
解:(1)质点的线速度
vdsdtv
0
bt

总加 速度的大小为
aaa
(2)当a=b时,由①可得:
t
v
0

b
2
t
2
n
R
2
b
2
(v
0
bt)
2
R
……①
第二章质点动力学
一、填空题
1.一质量m=2kg的质点,其运动方程为x=10+20t-5t
2
(SI),则质点所受合外力为N-20
d
2
x
10
Fma10220
解:
a
2
dt


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2 .某质点在力
F(45x)i
(SI)的作用下沿x轴作直线运动,在从x=0移动到x= 10 m的过程中,
力F所做功为J。290
解:
W

F(x) dx

(45x)dx290

x
1
0
x< br>2
10
3.质量为m的木块与地面间的摩擦系数为μ,若使木块沿水平地面匀速滑动,则 与水平方向成仰
角α的拉力F=。

mgcos


sin


解:水平方向摩擦力与F在水平方向分力是一对平衡力
F
α
4.质量为100kg的货物,平放在卡车底板上,卡车以4ms
2
加速 度启动,货物与卡车底板无相对
滑动,则在开始的4s钟内摩擦力对该货物作的功W=J。12800
解:动能定理求功W
f
W
11
22
mv
4
mv
0

12800J
22
5.F
x
=30+5t(SI)的合外力作用在m=10 kg的物体上,此力在开始10s内的冲量为N
·
s550
解:冲量定义求
I

Fdt

(305t)dt550

t
1
0
t
2
10
6.质量为m的打桩机夯锤自h高处自由落下,打在 一木桩上而静止,设打击时间为Δt,则夯锤所
受的平均冲力大小为。
Fmg
解: 动量定理求
v
0

m2gh

t
2gh,
v0,
(Fmg)tm2gh

7. 沿x轴正方向的力作用在一质量为3kg的质点上,已知质点的运动方程为x=3t-4t
2
+ t
3
(SI),
则力在最初4s内做的功为J。528
解:动能定理求 < br>8.一质量为1kg、初速为零的物体,在水平推力F=3t
2
(N)的作用下,在光滑 的水平面上作直线
运动,则在前2秒该力对物体作功为J。32
解:用
W

Fdx

x
1
x
2
Fma3t
2

a3t
2

avt
dv
3t
2

dv3t
2
dt
dt
dx
t
3

dxt
3
d t

dt
A


dv

3t
2
dt

vt
3

v
00
9.如 图,质量可以忽略不计的弹簧的两端,分别联有质量均为m的物体
A、B,且用轻绳将它们悬挂起来。若突然将轻绳烧断,则在烧断轻绳
B


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后的一瞬间,B的加速度为。0
解:烧断绳子瞬间绳子的拉力即为0,其它力不变
10.如图,光滑的水平面上叠放着物体A和B,质量分别为m和M,
A和B之间的静摩擦系数为μ,现对物体A施以水平拉力F,欲
使A和B一起运动,则F应满足的条件为。
F
,
mM
F

m(mM)g
对A:
Ffma
,即
F

mgm

F

mMM
A
B
F
解:整体:
F(mM)a

a
11.一个人用吊桶从井中提水,桶与 水共重15kg,井深10m,则匀速上提时,人做功为J。1470
解:
W

Fdy

mgdy1470J
< br>y
1
0
y
2
10
12.如图所示为一圆锥摆,质量为 m的质点在水平面内以角速度ω匀速转动。
在质点转动一周的过程中,质点所受拉力的冲量大小为。
质点所受重力的冲量大小为。2πmgω2πmgω

m
ω
解 :重力的冲量:
t
2

Imgt
2

m g
拉力的冲量大小就等于重力的冲量

二、选择题
1.关于力的定义,下列说法中正确的有(C)
(A)力是维持物体运动的原因;(B)力是维持物体运动速度的原因;
(C)力是物体运动状态改变的原因;(D)以上说法都不对。
2.对质点组有以下几种说法:
(1)质点组总动量的改变与内力无关;(2)质点组总动能的改变与内力无关;
(3)质点组机械能的变与保守内力无关。
下列对上述说法判断正确的是(C)
(A)只有(1)是正确的;(B)(1)(2)是正确的;
(C)(1)(3)是正确的;(D)(2)(3)是正确的。
3.如图所示,质量为m的物 体用平行于斜面的细线连接置于光滑的斜面上,若斜面向右方作加速
运动,当物体刚脱离斜面时,它的加 速度的大小为(D)
(A)
gsin

;(B)
gcos


(C)
gtan

;(D)
gcot


物体在拉力和重力下产生a的加速度,拉力
T
4.下列说法中正确的是(C)
(A)不受外力作用的系统,动量和机械能必然同时守恒;
m
θ
a
mg
,FmaTcos


sin


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(B)合外力为零和内力都为保守力的系统,其动量和机械能必然同时守恒;
(C)只受保守内力作用的系统,其动量和机械能必然同时守恒;
(D)合外力为零,系统的动能和动量同时守恒。
合外力为0,不代表合外力做功为0,B错
5.如图,质量可以忽略不计的弹簧的两端,分别联有质量均为m的物体
A、B,且用轻绳将它们悬挂起来。若突然将轻绳烧断,则在烧断轻绳
后的一瞬间,物体A和物体B的加速度分别为(D)
(A)a
1
=g,a< br>2
=g(B)a
1
=0,a
2
=g
(C)a
1
=g,a
2
=0(D)a
1
=2g,a
2
=0
6.作匀速圆周运动的物体运动一周后回到原处,这一周期内物体(C)
(A)动量守恒,合外力为零;(B)动量守恒,合外力不为零;
(C)动量变化为零,合外力不为零,合外力的冲量为零;
(D)动量变化为零,合外力为零。
7.子弹分别打在固定的软的、硬的两块木块内,则木块受到的冲量及平均作用力(B)
(A)硬木块所受的冲量和作用力较大;(B)冲量相同,硬木块所受的作用力较大;
(C)软木块所受的冲量较大,硬木块所受的作用力较大;(D)难以判断。
8.如图所示,子弹射入放在光滑水平面上静止的木块而不穿出,以地面为参考系,指出下列
说法中正确的是(C)
(A)子弹的动能转变为木块的动能;(B)子弹与木块系统的机械能守恒;
v
(C)子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功;
(D)子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热。
9.物体沿着铅直面上圆弧形轨道下滑,轨道是光滑的,在下滑过程中,下面说法正确的是(B) (A)它的加速度方向永远指向圆心。有切向加速度(B)它受到的轨道支持力的大小不断增
加。
(C)它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心。(D)它受到的合外力大小不变。
10.将一重物匀速地推上一个斜坡,因其动能不变,所以(D)
(A)推力不做功;(B)推力功与摩擦力功等值反号;
(C)推力功与重力功等值反号;(D)此重物所受的外力的功之和为零。
11.用绳子系一物体,使它在铅直面内作圆周运动。在圆周的最低点时物体受的力为(D)
(A)重力,绳子拉力和向心力(B)重力,向心力和离心力
(C)重力,绳子拉力和离心力(D)重力和绳子拉力
12.如图,物体A叠放在物体B上, 物体B放置在水平面上,水平外力F作用在A上。那么在下
列各种情况下,关于A、B之间的摩擦力f判 断正确的是(B)
(A)若A、B对地均保持静止,则f=0;
(B)若A、B共同作匀速运动,则f=F;
(C)若A、B共同作加速运动,则f=F;
(D)若A、B共同作加速运动,则f>F。
A
B
F
A
B


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13.如图,将用细绳系住的小球拉至水平位置后,由静止释放,则小球在下摆过程中,
下列说法错误的是(A)
(A)切向加速度不断增大;(B)法向加速度不断增大;
(C)合加速度不断增大;(D)绳中张力不断增大。
14.质量为m=0.5kg的质点, 在XOY坐标平面内运动,其运动方程为x=5t,y=0.5t
2
(SI),
从t=2s到t=4s这段时间内,外力对质点作的功为(B)
(A)1.5J;(B)3J;(C)4.5J;(D)-1.5J。
15.机枪每分钟可射 出质量为0.02kg的子弹900粒,子弹射出的速率为800ms,则射击时的平均
反冲力的大小为 (C)
(A)0.267N;(B)16N;(C)240N;(D)14400N。
三、计算题
1、如图所示,具有光滑半球形凹槽的物块A固定在桌面上,质量为m的质点从凹 槽的半球面(半
径为R)的上端P点自静止下滑,当滑至θ=30°的Q点时,试求:
(1)质点在Q点的速率;(2)质点在Q点对球面的压力。
解:(1)由题意可知,质点与地球组成的系统机械能守恒,选Q点为重力势能零点,则有
1
mv
2
vRg

2
(2)质点在Q点处的受力如图,根据牛顿定律可得
mgRsin30


α
P
O
R
N
Q
2、一质量
m0.8kg
的物体A,自
h2m
处落到弹簧上。当弹簧从原长向下压缩
x
0
0.2m
时,物
m
体再被弹回,试求弹簧弹回至下压
0.1m
时物体的速度。
g
解:当弹簧从原长向下压缩
x
0
0.2m
时,重力势能完全转化为弹性势 能,即
当弹簧下压
x0.1m
时,
所以
3、5kg的物体放 在地面上,若物体与地面之间的摩擦系数为0.30,至少要多大的力才能拉动该
物体?
解:受力分析如图所示

要求F最小,则分母
cos



sin

取极大值
所以
cos



sin



求导为零,
带入F公式,则
4、一木块质量M=1.0 kg,置于水平面上,一质量m=2 g的子弹以500 ms的速度水平击穿木块,
速度减为100 ms,木块沿水平方向滑行了20 cm。求:(1)木块与水平面间的摩擦系数;(2)
子弹的动能减少了多少?
解:(1)取子弹和木块为一系统,系统在水平方向动量守恒,则有:
mv
1
mv
2
Mv

(v′为子弹击穿木块后木块的速度)
对木块 应用动能定理,有:


Mgl0
1
mv

2

2
代入数据可得,木块与水平面间的摩擦系数为


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(2)子弹动能减少了
5、质量为M的气球以加速度
a
匀加速上升,突然一 只质量为m的小鸟飞到气球上,并停留在气
球上。若气球仍能向上加速,求气球的加速度减少了多少?
解:设
f
为空气对气球的浮力,取向上为正。
分别由解图(a)、(b)可得
由此解得


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第一章质点运动学
一、填空题
1.一质点作半径为1.0 m的圆周运动,它通过 的弧长s按规律s=t+2t
2
变化。则它在2s末的切向
加速度为ms
2< br>。法向加速度为ms
2
。(4,81)
2

(14t)< br>2
dsd

解:



18t16 t
2

14ta
t
4
a
n

rr
dtdt
2.一质点沿x轴作直线运动,运动方程为
x4t2t3
,则1s末到3s末的位移为m。
则1s末到3s末的平均速度为ms。(-44-22)
解:
xx(3)x( 1)44


x

44
22

t31


1

1
3.已知质点的运动方程为
r(52tt
2
)i(4tt
3
)j
(SI),当t= 2s时,质点的速度
23




2


ms,质点的加速度
a
ms
8j

i4j





d


dr2
解:

(2t)i(4t)j
t2s
8ja i2tj
t2s
i4j

dtdt

4.一 质点的运动方程为
x2t6t
2
(SI),质点在4s时的速度大小为ms。
加速度大小为ms
2
(50,12)
dxd

解:

212t
t4s
50a12

dtdt
5.一质点沿半径R=1 m的圆周运动,其路程与时间的关系为
s22t
2
(m),那么,从开始
计时到总加速度a恰好与半径成45°角时,质点所经过的路程s=m。0.5
v
2
16t
2
dsdv
16t
2
< br>解:

4ta
t
4
a
n

R1
dtdt
由题意:
a
t
a
n
416t
2

t0.5s

ss(0.5)s(0)0.5m

6.一质点在半径为0.20 m的圆周上运动,其角位置为

65t
2
(SI),则t=2.0s时质点的速度
的大小v=ms。质点的切向加速度大小为ms
2
;质点的法向加速度大小
为ms
2
。质点的加速度的大小a=ms
2
。(4,2,80,80.02)
d

10t
vr

0.210t2t
t2s
4ms

dt


7.在xoy平面内有一运 动的质点,其运动方程为
r10cos5ti10sin5tj
(SI),则该质点运动的
解:



轨迹方程是
x
2
y
2
100


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解:
x10cos5t
22
xy100

y10s in5t
消去参数t,得


8.一质点作平面曲线运动,运动方程为r(t)tit
2
j(m)
,在t=1s时质点的切向加速度
a< br>t
=ms
2
;在t=1s时质点的法向加速度a
n
=ms2
。(
455255




22
解:

v

i
2
tj
速度大小
vv< br>x
v
y
1
2
(2t)
2
14t< br>2




dv

a
2
j
总加速度大小
a2

dt
9.质点沿半径为R的圆周运动,运 动方程

32t
2
(SI),则t时刻质点的法向加速度
a< br>n
=ms
2
;t时刻质点的角加速度β=rads
2
。16R t
2

4
解:



d
4t
vR

4Rt

dt
10.一质点沿半径 R=1m的圆周作匀加速转动,由静止开始经3秒速率达到v=6ms,则该质点

此时的加速度矢量
a
=ms
2
。(设切向与法向单位矢量分别为
e
t
,e
n



2e
t
 36e
n
(ms
2
)

解:
a
t

v60
2ms
2

t30
二、选择题
1.一质点作匀变速圆周运动,则(D)
(A)角速度不变(B)线速度不变(C)加速度不变(D)切向加速度量值不变
解:匀变速圆周运动指速度大小均匀变化,而切向加速度反应速度大小变化快慢的
2.如图,物体沿着两个半圆弧由A运动至C。它的位移和路程分别是(C)
(A)4R向右;2πR向右(B)4πR向右;4R向右
(C)4R向右;2πR(D)4R,2πR
A
R
B C
R
解:注意位移是矢量,方向由起点直接指向终点,而路程为标量,无方向,只是实际轨迹的长度
3.一个质点在做圆周运动时,则有(C)
(A)切向加速度一定改变,法向加速度也改变;(B)切向加速度可能不变,法向加速度不变;
(C)切向加速度可能不变,法向加速度一定改变;(D)切向加速度一定改变,法向加速度不变。 < br>解:匀速圆周运动时,切向加速度为0矢量,不变。而法向加速度方向始终要指向圆心,故一定
改 变

4.一运动质点在某瞬时位于位矢
r(x,y)
的端点处,对其速度的 大小有四种意见,即:

22
d|r|
drds

dx< br>
dy

(1);(2);(3);(4)




dt
dtdt

dt

dt

下述判断正确的是(D)


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(A)只有(1)(2)正确;(B)只有(1)正确;
(C)只有(2)(3)正确;(D)只有(3)(4)正确。
解:
5.作圆周运动的物体(D)
(A)加速度的方向必指向圆心(B)切向加速度必定等于零
(C)法向加速度必定等于零(D)合加速度必定不等于零
解:注意:切向加速度仅改变速度的大小。法向加速度改变速度的方向
6.质点作曲线运动, 在时刻t质点的位矢为r,速度为v,速率为v,t至(t+

t)时间内的位移为
△ r,路程为△s,位移大小的变化量为△r,平均速度为
v
,平均速率为
v

根据上述情况,则必有(B)

(A)
|r|sr


(B)
|r|sr
,当
t0
时有
|dr|dsdr


(C)
|r|sr
,当
t0
时有
|dr|drds



(D )
|r|sr
,当
t0
时有
|dr|drds< br>
7.已知质点的运动方程为x=-10+12t-2t
2
(SI),则在前5 秒内质点作(D)
(A)减速运动,路程为26m;(B)加速运动,位移的大小为10m;
(C)变速运动,位移的大小和路程均为10m;
(D)前3秒作减速运动,后2秒作加速运动,路程为26m。
dxdv
解:
v124ta4

dtdt
dx
v124t0,,t3s
前3s做匀减速运动
s(3s)x(3)x (0)18

dt
后2s反向加速运动,
s(2s)x(5)x(3)8

所以,总路程为
s(3s)s(2s)18826

8.质点作 曲线运动,r表示位置矢量,v表示速度,a表示加速度,s表示路程,a
t
表示切向加速度。 对下列表达
式,即:
表达式为

dv
dr
dvds
a
t
。 (1)(3)(4 )
a
;(2)
v

v

dt
dt< br>dtdt
下述判断正确的是(D)
(A)只有(1)(4)是对的;(B)只有(2)(4)是对的;
(C)只有(2)是对的;(D)只有(3)是对的。
9.下面表述正确的是(B)
(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。
10.作匀速圆周运动的物体(C)


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(A)速度不变;(B)加速度不变;
(C)切向加速度等于零;(D)法向加速度等于零。
11.质点在y轴上运动,运动方程为y=4t
2
-2t
3
,则质点 返回原点时的速度和加速度分别为(B)
(A)8ms,16ms
2
;(B)-8ms,-16ms
2

(C)-8ms,16ms
2
;(D)8ms,-16ms
2
.
dydv
解:由题意
v8t6t
2
a812t

dtdt
23
y4t2t0,,,,得t0s和t2s
再次回到 原点时,有
2
v8t6t
t2s
8
a812t
t2s
16
所以,t=2s时,
12.质点沿xoy平面作曲线运动,其运 动方程为:x=2t,y=19-2t
2
.则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直
的时刻 为(D)
(A)0秒和3.16秒;(B)1.78秒;(C)1.78秒和3秒;(D)0秒和3秒。


2
解:由题意
r2ti(192t)j


恰好垂直,两矢量点乘为0,
vr(2i4tj)2ti (192t
2
)j0


13.质点作曲线运动,若r表示位 矢,s表示路程,v表示速度,v表示速率,a表示加速度,a
t

示切向加速度。则 下列表达式中正确的是(B)


dr
dv
d|r|d|v|< br>v

a
t
,(A)(B)
a

v< br>;
dtdt
dt
dt



dv
dsdr
d|v|
a
。 (C)(D)
v

v
a
t

dt
dtdt
dt
14.某质点的 运动方程为x=6+3t-5t
3
(SI),则该质点作(D)
(A)匀加速度直线运动,加速度沿x轴正方向;
(B)匀加速度直线运动,加速度沿x轴负方向;
(C)变加速度直线运动,加速度沿x轴正方向;
(D)变加速度直线运动,加速度沿x轴负方向。
dx
315t
2
解:
v
dt
从加速度来看,加速度是时间函数,且符号为“-”便可知
三、计算题


1、质点在Oxy平面内运动,其运动方程为
r 2.0ti(19.02.0t
2
)j
,式中各量均取国际单位。
求 :(1).在t=1.0s到t=2.0s时间内的的位移及平均速度;(2).t=1.0s时的速度及加速度 。
解:(1)t=1.0s到t=2.0s时间内的位移为
t=1.0s到t=2.0s时间内的平均速度为


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< br>
dx

dy

j)|
t1
2i4j (ms
1
)
(2)t=1.0s时的速度为
v(1)(i
dtdt


d
2
x

d
2
y< br>
2
t=1.0s时的加速度为
a(1)(
2
i
2
j)|
t1
4j(ms)

dtdt
2、一质 点在xoy平面内运动,其运动方程为
x2t,y4t
2
8
(SI)。
(1)求质点运动的轨迹方程;(2)求t=2s时,质点的位置、速度和加速度。
解:(1)质点的轨道方程为
yx
2
8
(抛物线)
 

(2)t=2s时,质点的位置为
r(2)x(2)iy(2)j4i 8j


t=2s时,质点的速度为
v(2)2i16j(ms< br>1
)



a(2)8j(ms
2
)
t=2s时,质点的加速度为
(m)

3、汽车在半径为400m的圆弧弯道上减速行 驶,设在某一时刻,汽车的速率为10ms,切向加速
度大小为0.2ms
2
,求汽车 的法向加速度和总加速度的大小和方向。
v
2
10
2
0.25ms
2
解:法向加速度
a
n

R400
2
0.20.25
2
0.32ms
2
总加速度大小
aa
t
2
a
n
总加速度方向
tan


a
t
0.24



a
n
0.255
4、
一质点沿半径为R的 圆周按规律
sv
0
t
1
2
bt
而运动,v0
、b都是常量。
2
求:(1)t时刻质点的总加速度的大小;
(2)t为何值时总加速度在数值上等于b;
解:(1)质点的线速度
vdsdtv
0
bt

总加 速度的大小为
aaa
(2)当a=b时,由①可得:
t
v
0

b
2
t
2
n
R
2
b
2
(v
0
bt)
2
R
……①
第二章质点动力学
一、填空题
1.一质量m=2kg的质点,其运动方程为x=10+20t-5t
2
(SI),则质点所受合外力为N-20
d
2
x
10
Fma10220
解:
a
2
dt


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2 .某质点在力
F(45x)i
(SI)的作用下沿x轴作直线运动,在从x=0移动到x= 10 m的过程中,
力F所做功为J。290
解:
W

F(x) dx

(45x)dx290

x
1
0
x< br>2
10
3.质量为m的木块与地面间的摩擦系数为μ,若使木块沿水平地面匀速滑动,则 与水平方向成仰
角α的拉力F=。

mgcos


sin


解:水平方向摩擦力与F在水平方向分力是一对平衡力
F
α
4.质量为100kg的货物,平放在卡车底板上,卡车以4ms
2
加速 度启动,货物与卡车底板无相对
滑动,则在开始的4s钟内摩擦力对该货物作的功W=J。12800
解:动能定理求功W
f
W
11
22
mv
4
mv
0

12800J
22
5.F
x
=30+5t(SI)的合外力作用在m=10 kg的物体上,此力在开始10s内的冲量为N
·
s550
解:冲量定义求
I

Fdt

(305t)dt550

t
1
0
t
2
10
6.质量为m的打桩机夯锤自h高处自由落下,打在 一木桩上而静止,设打击时间为Δt,则夯锤所
受的平均冲力大小为。
Fmg
解: 动量定理求
v
0

m2gh

t
2gh,
v0,
(Fmg)tm2gh

7. 沿x轴正方向的力作用在一质量为3kg的质点上,已知质点的运动方程为x=3t-4t
2
+ t
3
(SI),
则力在最初4s内做的功为J。528
解:动能定理求 < br>8.一质量为1kg、初速为零的物体,在水平推力F=3t
2
(N)的作用下,在光滑 的水平面上作直线
运动,则在前2秒该力对物体作功为J。32
解:用
W

Fdx

x
1
x
2
Fma3t
2

a3t
2

avt
dv
3t
2

dv3t
2
dt
dt
dx
t
3

dxt
3
d t

dt
A


dv

3t
2
dt

vt
3

v
00
9.如 图,质量可以忽略不计的弹簧的两端,分别联有质量均为m的物体
A、B,且用轻绳将它们悬挂起来。若突然将轻绳烧断,则在烧断轻绳
B


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后的一瞬间,B的加速度为。0
解:烧断绳子瞬间绳子的拉力即为0,其它力不变
10.如图,光滑的水平面上叠放着物体A和B,质量分别为m和M,
A和B之间的静摩擦系数为μ,现对物体A施以水平拉力F,欲
使A和B一起运动,则F应满足的条件为。
F
,
mM
F

m(mM)g
对A:
Ffma
,即
F

mgm

F

mMM
A
B
F
解:整体:
F(mM)a

a
11.一个人用吊桶从井中提水,桶与 水共重15kg,井深10m,则匀速上提时,人做功为J。1470
解:
W

Fdy

mgdy1470J
< br>y
1
0
y
2
10
12.如图所示为一圆锥摆,质量为 m的质点在水平面内以角速度ω匀速转动。
在质点转动一周的过程中,质点所受拉力的冲量大小为。
质点所受重力的冲量大小为。2πmgω2πmgω

m
ω
解 :重力的冲量:
t
2

Imgt
2

m g
拉力的冲量大小就等于重力的冲量

二、选择题
1.关于力的定义,下列说法中正确的有(C)
(A)力是维持物体运动的原因;(B)力是维持物体运动速度的原因;
(C)力是物体运动状态改变的原因;(D)以上说法都不对。
2.对质点组有以下几种说法:
(1)质点组总动量的改变与内力无关;(2)质点组总动能的改变与内力无关;
(3)质点组机械能的变与保守内力无关。
下列对上述说法判断正确的是(C)
(A)只有(1)是正确的;(B)(1)(2)是正确的;
(C)(1)(3)是正确的;(D)(2)(3)是正确的。
3.如图所示,质量为m的物 体用平行于斜面的细线连接置于光滑的斜面上,若斜面向右方作加速
运动,当物体刚脱离斜面时,它的加 速度的大小为(D)
(A)
gsin

;(B)
gcos


(C)
gtan

;(D)
gcot


物体在拉力和重力下产生a的加速度,拉力
T
4.下列说法中正确的是(C)
(A)不受外力作用的系统,动量和机械能必然同时守恒;
m
θ
a
mg
,FmaTcos


sin


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(B)合外力为零和内力都为保守力的系统,其动量和机械能必然同时守恒;
(C)只受保守内力作用的系统,其动量和机械能必然同时守恒;
(D)合外力为零,系统的动能和动量同时守恒。
合外力为0,不代表合外力做功为0,B错
5.如图,质量可以忽略不计的弹簧的两端,分别联有质量均为m的物体
A、B,且用轻绳将它们悬挂起来。若突然将轻绳烧断,则在烧断轻绳
后的一瞬间,物体A和物体B的加速度分别为(D)
(A)a
1
=g,a< br>2
=g(B)a
1
=0,a
2
=g
(C)a
1
=g,a
2
=0(D)a
1
=2g,a
2
=0
6.作匀速圆周运动的物体运动一周后回到原处,这一周期内物体(C)
(A)动量守恒,合外力为零;(B)动量守恒,合外力不为零;
(C)动量变化为零,合外力不为零,合外力的冲量为零;
(D)动量变化为零,合外力为零。
7.子弹分别打在固定的软的、硬的两块木块内,则木块受到的冲量及平均作用力(B)
(A)硬木块所受的冲量和作用力较大;(B)冲量相同,硬木块所受的作用力较大;
(C)软木块所受的冲量较大,硬木块所受的作用力较大;(D)难以判断。
8.如图所示,子弹射入放在光滑水平面上静止的木块而不穿出,以地面为参考系,指出下列
说法中正确的是(C)
(A)子弹的动能转变为木块的动能;(B)子弹与木块系统的机械能守恒;
v
(C)子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功;
(D)子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热。
9.物体沿着铅直面上圆弧形轨道下滑,轨道是光滑的,在下滑过程中,下面说法正确的是(B) (A)它的加速度方向永远指向圆心。有切向加速度(B)它受到的轨道支持力的大小不断增
加。
(C)它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心。(D)它受到的合外力大小不变。
10.将一重物匀速地推上一个斜坡,因其动能不变,所以(D)
(A)推力不做功;(B)推力功与摩擦力功等值反号;
(C)推力功与重力功等值反号;(D)此重物所受的外力的功之和为零。
11.用绳子系一物体,使它在铅直面内作圆周运动。在圆周的最低点时物体受的力为(D)
(A)重力,绳子拉力和向心力(B)重力,向心力和离心力
(C)重力,绳子拉力和离心力(D)重力和绳子拉力
12.如图,物体A叠放在物体B上, 物体B放置在水平面上,水平外力F作用在A上。那么在下
列各种情况下,关于A、B之间的摩擦力f判 断正确的是(B)
(A)若A、B对地均保持静止,则f=0;
(B)若A、B共同作匀速运动,则f=F;
(C)若A、B共同作加速运动,则f=F;
(D)若A、B共同作加速运动,则f>F。
A
B
F
A
B


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13.如图,将用细绳系住的小球拉至水平位置后,由静止释放,则小球在下摆过程中,
下列说法错误的是(A)
(A)切向加速度不断增大;(B)法向加速度不断增大;
(C)合加速度不断增大;(D)绳中张力不断增大。
14.质量为m=0.5kg的质点, 在XOY坐标平面内运动,其运动方程为x=5t,y=0.5t
2
(SI),
从t=2s到t=4s这段时间内,外力对质点作的功为(B)
(A)1.5J;(B)3J;(C)4.5J;(D)-1.5J。
15.机枪每分钟可射 出质量为0.02kg的子弹900粒,子弹射出的速率为800ms,则射击时的平均
反冲力的大小为 (C)
(A)0.267N;(B)16N;(C)240N;(D)14400N。
三、计算题
1、如图所示,具有光滑半球形凹槽的物块A固定在桌面上,质量为m的质点从凹 槽的半球面(半
径为R)的上端P点自静止下滑,当滑至θ=30°的Q点时,试求:
(1)质点在Q点的速率;(2)质点在Q点对球面的压力。
解:(1)由题意可知,质点与地球组成的系统机械能守恒,选Q点为重力势能零点,则有
1
mv
2
vRg

2
(2)质点在Q点处的受力如图,根据牛顿定律可得
mgRsin30


α
P
O
R
N
Q
2、一质量
m0.8kg
的物体A,自
h2m
处落到弹簧上。当弹簧从原长向下压缩
x
0
0.2m
时,物
m
体再被弹回,试求弹簧弹回至下压
0.1m
时物体的速度。
g
解:当弹簧从原长向下压缩
x
0
0.2m
时,重力势能完全转化为弹性势 能,即
当弹簧下压
x0.1m
时,
所以
3、5kg的物体放 在地面上,若物体与地面之间的摩擦系数为0.30,至少要多大的力才能拉动该
物体?
解:受力分析如图所示

要求F最小,则分母
cos



sin

取极大值
所以
cos



sin



求导为零,
带入F公式,则
4、一木块质量M=1.0 kg,置于水平面上,一质量m=2 g的子弹以500 ms的速度水平击穿木块,
速度减为100 ms,木块沿水平方向滑行了20 cm。求:(1)木块与水平面间的摩擦系数;(2)
子弹的动能减少了多少?
解:(1)取子弹和木块为一系统,系统在水平方向动量守恒,则有:
mv
1
mv
2
Mv

(v′为子弹击穿木块后木块的速度)
对木块 应用动能定理,有:


Mgl0
1
mv

2

2
代入数据可得,木块与水平面间的摩擦系数为


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(2)子弹动能减少了
5、质量为M的气球以加速度
a
匀加速上升,突然一 只质量为m的小鸟飞到气球上,并停留在气
球上。若气球仍能向上加速,求气球的加速度减少了多少?
解:设
f
为空气对气球的浮力,取向上为正。
分别由解图(a)、(b)可得
由此解得

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