第一套-质点运动学练习题

绝世美人儿
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2020年07月31日 08:35
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一、质点运动学
一.选择题
1.一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速 度为
v
,瞬时速率为
v
,平均速率为
v
,平均速度为
v

它们之间必定有如下关系:( )
A
C.
vv
,
v

v
B
vv
,
v

v

v
=v,
v
=
v
D.
v

v
,
v
=
v

2
2.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为
r
=a
t
( )
i
ˆ
+
bt
2
ˆ
j
.(其中a.b为 常量),则该质点作
A.匀速直线运动 B .变速直线运动
C. 抛物线运动 D. 一般曲线运动
3.一质点沿x轴作直线运动,其v- t曲线如图所示。在t=0时,质点位于坐标原点,则t=4.5s时,质点
在x轴上的位置为( )

A.0 B. 5m C. 2m D.-2m



4.质点作曲线运动,
r
表示位置矢量,s表示路程,
a

表示切向加速度,判断下列表达式
(1)
dvdrds
dv
a
(2)
v
(3)
v
(4)
a


dtdtdt
dt
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
5.质点作半径为R的变速运动时的加速度大小为(v表示任意时刻质点的速率 )( )
A.
dv
v
2
B.
dt
R

C
dvv
2

dtR
D


dv


v
4

< br>



2





dt


R



2
1
2

6.对于沿曲线运动的物体,以下几种说法中那一种是正确的( )
A .切向加速度必不为零
B.法向加速度必不为零(拐点处除外)
C.若物体作匀速运动,其总加速度必为零
7.一物体从某一确定高度以速度
v0
水平抛出,已知它落地时的速度为
v
t
,那么它运动的时间是( )

1


A.
v
t
v
0
g
2
t
B.
1
2
2
v
t
v
0
2g
2
t
1
2
2
v

C.
v
0
g

v

D.
v
0
2g


8.下列说法正确的是 ( )
A. 加速度恒定不变时,物体的运动速度也不变
B.平均速率等于平均速度的大小
C.当物体的速度为零时,加速度必定为零
D.质点作曲线运动时,质点速度大小的变化产生切向加速度
9.一运动质点在某瞬时位于矢径
r(x.y)
的端点处,其速度的大小为( )
A.
dr
dt
B.
dr
dt

dr
C.
dt
D.

dx

dy





dt

dt

22

10.一质点从静止出 发绕半径为R的圆周作匀变速圆周运动,角加速度为

,当该点走完一圈回到出
发点时 ,所经历的时间为( )
A.
4

1
2

R
B.
2

2



C. D.条件不够不能确定
二.填空题:
1.一物体在某瞬时,以初速度
v
0
从某点开始运动。在
t
时间内,经一长度为s的曲线路程后,又
回到出发点 。此时速度为
v
0
,则在这段时间内
(1)物体的平均速率是( )
(2)物体的平均加速度是( )
2 .一质点的运动方程为
x 6tt
2
([s]单位),则在t由0到4s的时间间隔内,质点位移的大小为( ),
在t由0到4s的时间间隔内质点走过的路程为( )
3.一质点沿直线运动,其坐标x与时间t有如下关系:
xAe

t
cos

t
([s]单位)(A.

皆为常数)。
(1) 任意时刻质点的加速度a=( )
(2) 质点通过原点的时刻t=( )
4 灯距地面高度为
h
1
,一个人身高为
h
2
,以匀速率
v

平直线行走 ,如图所示,则他的头顶在地上的影子M沿地面移动的速度
v
M
=( )

2


5 .已知质点从静止出发,沿半径
R
0
3m
的圆周运动,切向加速度
a
t
3ms
2
,当总加速度与半
径成
45
角时,所经过的时间t=( )经过的路程
s

6.飞轮作加速转动时,轮边缘上的一点的运动方程
s 0.1t
3
,飞轮半径2m,该点的速率
v30ms
时,其切向加速度( ),法向加速度为( )
7.在半径为R的圆周上运动的质点,其速率与时间的关 系为
vct
2
(c为常数),则从t=0时刻质点
所走过的路程s(t)= ( );t时刻质点的切向加速度
a

=( );t时刻质点的法向加速度
a
n
=
( )
8.已知质点 的运动方程
r
ˆ
(2t3)
ˆ
4t
2
ij< br>,则该质点的轨道方程( )
9.一船以速度
v
0
在静水湖中匀速直线航行,一乘客以初速
v
1
在船中竖直向上抛出一石子, 则站在
岸上的观察者看石子运动的轨迹是( ),其轨迹法方程是
( )
10.某质点以初速
v
0
向斜上方抛出,
v
0
与水平地面夹角为

0,则落地时的法向、切向加速度分别

a
n
=( ),
a
t
=( ),轨道最高点的曲率半径

=( )
三、简答题:
1、有一质 点沿X轴作直线运动,t时刻的坐标为x=4.5t
2
-2t
3
试求:
(1)第2秒内的平均速度;
(2)第2秒末的瞬时速度;
(3)第2秒内的路程。
2、一质点作直线运动,其x—t曲线如图所示,质点的运动可分为 OA、AB(平行于t轴的直线)、BC、
CD(直线)、四个区间,试问

每一区间速度、加速度分别是正值、负值,还是零?
3、一质点从静止开始作直线运动,开始 加速度为a,此后加速度随时间均匀增加,经过时间

后,加速
度为2a,经过时间2

后,加速度为3a…,求经过时间n

后,该质点的速度和走过的距离。
4、一物体悬挂在弹簧上作竖直运动,其加速度a=-ky,式中k为常量,y是以平
衡位置为 原点所测得的坐标。假定振动的物体在坐标y
0
处的速度为v
0
,试求速度< br>v与坐标y的函数关系式。
5、一质点在xy平面内,以原点o为圆心做半径为r的匀速圆周运动,
角速度为

,已知在t=0时,y=0,x=r,如图所示,试求:

3


ˆ
,(1)试用r,

和单位矢量
i

ˆ
j
表示t时刻的位置矢量;
(2)导出速度
v
,加速度
a
的矢量表示式。
6、一质点 在水平面内沿一半径为R=1m的圆轨道运动。转动的角速度与时间t的函数关系为

kt< br>2
(k
为常量)。已知t=2s时,质点p的速度值为4ms。试求t=1s时,该质点 的速度与加速度的大小。
7、质点沿着半径为r作圆周运动,其加速度矢量与速度矢量间的夹角

保持不变,求质点的速率随时
间而变化的规律。已知初速度的值为
v
0< br>。
8、(1)
r
(2)
r
ˆ
,R为正常数, 求t=0,

ˆ
Rsintj
ˆ
2tkRcosti
2
时的速度和加速度。
ˆ
,求t=0,1时的速度和加速度写出正交分解式。 ˆ
4.5t
2
ˆ
3tij6t
3
k
9、 一质点作直线运动,其瞬时加速度的变化规律为
a
x
中A,

均为正 常数,求此质点的运动学方程。
A

2
cos

t< br>,在t=0时,
v
x
=0,x=A ,其
10、质点直线运动的运动学 方程为
x=acost
,a为正常数。求质点速度和加速度。
四、计算题:
1、质点运动方程为
xAtBt
2
ct
3
,其中A,B,C 为非零常量,求(1)t=0时,质点的速度
v
0

(2)质点加速度为零时 ,其速度
v
1

2、一长为L的梯子斜靠在墙上,因受扰动而下滑,设任意 时刻梯子顶端沿
墙面下滑的速率为
v
1
,底端沿地面滑动的速率为
v
2
,梯子与地面的夹角为


试求
v
1

v
2


三者之间的关系。
3、一艘沿直线行驶的游艇 ,在发动机关闭时,速度为
v
0

x
0
逐渐减少,有
0
。此后速度
dv
kv
2
(k为正的常量)求
dt
(1)游艇关机后速度v与行驶时间t之间的函数式;
(2)游艇关机后速度v与行驶距离x之间的函数式。
4、一质点作圆周运动,其切向加速度 与法向加速度的大小保持相等,设


质点在圆周任意两点处的速度
v
1

v
2
之间的夹角,试证:
v
2
v
1
e


5、在水平桌面放置A,B物体,用一跟不可伸长的绳索按图示的
装置把它们联结起来,C点与桌面固定,已知物体A的加速度
a
A
=0.5k g,求物体B的加速度。





4


答案部分:
一.选择题。、
1.B 2.B. 3 C. 4. D 5.D 6.B 7.C 8.D 9.D 10.B
二.填空题。
1.(1)
s
t
(2)

2v
0
t
2. 8m 10m
3. (1)
Ae


t
[(

2

2
)cos

t2

sin

t]
(2)

2k1


2

k=0.1.2.3……
4.
h
1
v
h
1
h
2
6ms
5. 1s 1.5m
6.
2

450ms
2
2
7.
1
3
c
2
t
4
ct
2ct
3
R

8.
x

y3

9. 抛物线
y
v
1
g
x
2
x
2

v
0
2v
0
10.gcos

0

三、简答题
gsin

0

v
0
2
cos
2

0
g

1、答案:-0.5ms ;-6 ms;2.25m
2、答案:OA:v>0,a<0;
AB:v=0,a=0;BC:v>0,a>0;CD:v>0,a=0.
3、答案:A=kt+a ∵t=

,A=2a∴k=a

(注意:A是变量)由
t=n

时,
v
dvaa
Aa
,得
vt
2
at
dt

2



2
1 1
a

n(n2)

Sa

2
n2
(n3)

26
22
4、答案:v=v
0
+k(y
0
-y) (关键
a
2

dvdv
v

dtdy
5、答案:
ˆ
rsin

tj
ˆrrcos

ti
ˆ
r

cos

tj
ˆ
vr

sin

ti
ˆ
r

2
sin

tj
ˆ
ar

2
cos

ti
6、答案:V=t t=1s时,V=1ms;a=
2

5
m
s
2
< br>v
0
r
7、答案:
v
rv
0
tctg< br>
dvv
2
acos

.asin

二 者相除,积分可得) (提示:
dtr

5


8、答案:(1)t=0,
v
(2)t=0,
v< br>ˆ

aRi
ˆ
2k
ˆ
;t=

Ri
2

v
ˆ

aRj
ˆ
2k
ˆ

Ri
ˆ

ˆ

a9i
ˆ

a9
ˆ
ˆ
36k
ˆ
9j18k< br>3i
j
;t=1,
v3i
9、答案:
x=Acos

t

10、答案:
v
x
四、计算题:
asint

a
x
acost

B
2
1、答案:(1)
v
0
=A (2)
v
1
A
3c
2、答案:
v
1

v
2
ctg


(解;如图,在任意时刻都有
y L
2
x
2
,则
dy2xdxdx
ctg

,两边取
dt
2L
2
x
2
dtdt
绝对值:
v
1
v
2
ctg



v
0
1kvt
0

(2)
vv
0
e
kx
3、答案:(1),
v

(思考:x与t关系?
x
1
ln(1kv
0
t)

k
4、(证明:设圆周半径为k,按题意有
k

k

2




2
,即
d



2
,两边乘以
d

得:
dt
v1
dv

dv
d


vk
< br>∴
d

,积分:



d
即得:
v
2
v
1
e


v2
v
0

v
3
5、答案:
a
B

g
8
d




6


一、质点运动学
一.选择题
1.一质点在平面上作一般曲线运动, 其瞬时速度为
v
,瞬时速率为
v
,平均速率为
v
,平均速度 为
v

它们之间必定有如下关系:( )
A
C.
vv
,
v

v
B
vv
,
v

v

v
=v,
v
=
v
D.
v

v
,
v
=
v

2
2.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为
r
=a
t
( )
i
ˆ
+
bt
2
ˆ
j
.(其中a.b为 常量),则该质点作
A.匀速直线运动 B .变速直线运动
C. 抛物线运动 D. 一般曲线运动
3.一质点沿x轴作直线运动,其v- t曲线如图所示。在t=0时,质点位于坐标原点,则t=4.5s时,质点
在x轴上的位置为( )

A.0 B. 5m C. 2m D.-2m



4.质点作曲线运动,
r
表示位置矢量,s表示路程,
a

表示切向加速度,判断下列表达式
(1)
dvdrds
dv
a
(2)
v
(3)
v
(4)
a


dtdtdt
dt
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
5.质点作半径为R的变速运动时的加速度大小为(v表示任意时刻质点的速率 )( )
A.
dv
v
2
B.
dt
R

C
dvv
2

dtR
D


dv


v
4

< br>



2





dt


R



2
1
2

6.对于沿曲线运动的物体,以下几种说法中那一种是正确的( )
A .切向加速度必不为零
B.法向加速度必不为零(拐点处除外)
C.若物体作匀速运动,其总加速度必为零
7.一物体从某一确定高度以速度
v0
水平抛出,已知它落地时的速度为
v
t
,那么它运动的时间是( )

1


A.
v
t
v
0
g
2
t
B.
1
2
2
v
t
v
0
2g
2
t
1
2
2
v

C.
v
0
g

v

D.
v
0
2g


8.下列说法正确的是 ( )
A. 加速度恒定不变时,物体的运动速度也不变
B.平均速率等于平均速度的大小
C.当物体的速度为零时,加速度必定为零
D.质点作曲线运动时,质点速度大小的变化产生切向加速度
9.一运动质点在某瞬时位于矢径
r(x.y)
的端点处,其速度的大小为( )
A.
dr
dt
B.
dr
dt

dr
C.
dt
D.

dx

dy





dt

dt

22

10.一质点从静止出 发绕半径为R的圆周作匀变速圆周运动,角加速度为

,当该点走完一圈回到出
发点时 ,所经历的时间为( )
A.
4

1
2

R
B.
2

2



C. D.条件不够不能确定
二.填空题:
1.一物体在某瞬时,以初速度
v
0
从某点开始运动。在
t
时间内,经一长度为s的曲线路程后,又
回到出发点 。此时速度为
v
0
,则在这段时间内
(1)物体的平均速率是( )
(2)物体的平均加速度是( )
2 .一质点的运动方程为
x 6tt
2
([s]单位),则在t由0到4s的时间间隔内,质点位移的大小为( ),
在t由0到4s的时间间隔内质点走过的路程为( )
3.一质点沿直线运动,其坐标x与时间t有如下关系:
xAe

t
cos

t
([s]单位)(A.

皆为常数)。
(1) 任意时刻质点的加速度a=( )
(2) 质点通过原点的时刻t=( )
4 灯距地面高度为
h
1
,一个人身高为
h
2
,以匀速率
v

平直线行走 ,如图所示,则他的头顶在地上的影子M沿地面移动的速度
v
M
=( )

2


5 .已知质点从静止出发,沿半径
R
0
3m
的圆周运动,切向加速度
a
t
3ms
2
,当总加速度与半
径成
45
角时,所经过的时间t=( )经过的路程
s

6.飞轮作加速转动时,轮边缘上的一点的运动方程
s 0.1t
3
,飞轮半径2m,该点的速率
v30ms
时,其切向加速度( ),法向加速度为( )
7.在半径为R的圆周上运动的质点,其速率与时间的关 系为
vct
2
(c为常数),则从t=0时刻质点
所走过的路程s(t)= ( );t时刻质点的切向加速度
a

=( );t时刻质点的法向加速度
a
n
=
( )
8.已知质点 的运动方程
r
ˆ
(2t3)
ˆ
4t
2
ij< br>,则该质点的轨道方程( )
9.一船以速度
v
0
在静水湖中匀速直线航行,一乘客以初速
v
1
在船中竖直向上抛出一石子, 则站在
岸上的观察者看石子运动的轨迹是( ),其轨迹法方程是
( )
10.某质点以初速
v
0
向斜上方抛出,
v
0
与水平地面夹角为

0,则落地时的法向、切向加速度分别

a
n
=( ),
a
t
=( ),轨道最高点的曲率半径

=( )
三、简答题:
1、有一质 点沿X轴作直线运动,t时刻的坐标为x=4.5t
2
-2t
3
试求:
(1)第2秒内的平均速度;
(2)第2秒末的瞬时速度;
(3)第2秒内的路程。
2、一质点作直线运动,其x—t曲线如图所示,质点的运动可分为 OA、AB(平行于t轴的直线)、BC、
CD(直线)、四个区间,试问

每一区间速度、加速度分别是正值、负值,还是零?
3、一质点从静止开始作直线运动,开始 加速度为a,此后加速度随时间均匀增加,经过时间

后,加速
度为2a,经过时间2

后,加速度为3a…,求经过时间n

后,该质点的速度和走过的距离。
4、一物体悬挂在弹簧上作竖直运动,其加速度a=-ky,式中k为常量,y是以平
衡位置为 原点所测得的坐标。假定振动的物体在坐标y
0
处的速度为v
0
,试求速度< br>v与坐标y的函数关系式。
5、一质点在xy平面内,以原点o为圆心做半径为r的匀速圆周运动,
角速度为

,已知在t=0时,y=0,x=r,如图所示,试求:

3


ˆ
,(1)试用r,

和单位矢量
i

ˆ
j
表示t时刻的位置矢量;
(2)导出速度
v
,加速度
a
的矢量表示式。
6、一质点 在水平面内沿一半径为R=1m的圆轨道运动。转动的角速度与时间t的函数关系为

kt< br>2
(k
为常量)。已知t=2s时,质点p的速度值为4ms。试求t=1s时,该质点 的速度与加速度的大小。
7、质点沿着半径为r作圆周运动,其加速度矢量与速度矢量间的夹角

保持不变,求质点的速率随时
间而变化的规律。已知初速度的值为
v
0< br>。
8、(1)
r
(2)
r
ˆ
,R为正常数, 求t=0,

ˆ
Rsintj
ˆ
2tkRcosti
2
时的速度和加速度。
ˆ
,求t=0,1时的速度和加速度写出正交分解式。 ˆ
4.5t
2
ˆ
3tij6t
3
k
9、 一质点作直线运动,其瞬时加速度的变化规律为
a
x
中A,

均为正 常数,求此质点的运动学方程。
A

2
cos

t< br>,在t=0时,
v
x
=0,x=A ,其
10、质点直线运动的运动学 方程为
x=acost
,a为正常数。求质点速度和加速度。
四、计算题:
1、质点运动方程为
xAtBt
2
ct
3
,其中A,B,C 为非零常量,求(1)t=0时,质点的速度
v
0

(2)质点加速度为零时 ,其速度
v
1

2、一长为L的梯子斜靠在墙上,因受扰动而下滑,设任意 时刻梯子顶端沿
墙面下滑的速率为
v
1
,底端沿地面滑动的速率为
v
2
,梯子与地面的夹角为


试求
v
1

v
2


三者之间的关系。
3、一艘沿直线行驶的游艇 ,在发动机关闭时,速度为
v
0

x
0
逐渐减少,有
0
。此后速度
dv
kv
2
(k为正的常量)求
dt
(1)游艇关机后速度v与行驶时间t之间的函数式;
(2)游艇关机后速度v与行驶距离x之间的函数式。
4、一质点作圆周运动,其切向加速度 与法向加速度的大小保持相等,设


质点在圆周任意两点处的速度
v
1

v
2
之间的夹角,试证:
v
2
v
1
e


5、在水平桌面放置A,B物体,用一跟不可伸长的绳索按图示的
装置把它们联结起来,C点与桌面固定,已知物体A的加速度
a
A
=0.5k g,求物体B的加速度。





4


答案部分:
一.选择题。、
1.B 2.B. 3 C. 4. D 5.D 6.B 7.C 8.D 9.D 10.B
二.填空题。
1.(1)
s
t
(2)

2v
0
t
2. 8m 10m
3. (1)
Ae


t
[(

2

2
)cos

t2

sin

t]
(2)

2k1


2

k=0.1.2.3……
4.
h
1
v
h
1
h
2
6ms
5. 1s 1.5m
6.
2

450ms
2
2
7.
1
3
c
2
t
4
ct
2ct
3
R

8.
x

y3

9. 抛物线
y
v
1
g
x
2
x
2

v
0
2v
0
10.gcos

0

三、简答题
gsin

0

v
0
2
cos
2

0
g

1、答案:-0.5ms ;-6 ms;2.25m
2、答案:OA:v>0,a<0;
AB:v=0,a=0;BC:v>0,a>0;CD:v>0,a=0.
3、答案:A=kt+a ∵t=

,A=2a∴k=a

(注意:A是变量)由
t=n

时,
v
dvaa
Aa
,得
vt
2
at
dt

2



2
1 1
a

n(n2)

Sa

2
n2
(n3)

26
22
4、答案:v=v
0
+k(y
0
-y) (关键
a
2

dvdv
v

dtdy
5、答案:
ˆ
rsin

tj
ˆrrcos

ti
ˆ
r

cos

tj
ˆ
vr

sin

ti
ˆ
r

2
sin

tj
ˆ
ar

2
cos

ti
6、答案:V=t t=1s时,V=1ms;a=
2

5
m
s
2
< br>v
0
r
7、答案:
v
rv
0
tctg< br>
dvv
2
acos

.asin

二 者相除,积分可得) (提示:
dtr

5


8、答案:(1)t=0,
v
(2)t=0,
v< br>ˆ

aRi
ˆ
2k
ˆ
;t=

Ri
2

v
ˆ

aRj
ˆ
2k
ˆ

Ri
ˆ

ˆ

a9i
ˆ

a9
ˆ
ˆ
36k
ˆ
9j18k< br>3i
j
;t=1,
v3i
9、答案:
x=Acos

t

10、答案:
v
x
四、计算题:
asint

a
x
acost

B
2
1、答案:(1)
v
0
=A (2)
v
1
A
3c
2、答案:
v
1

v
2
ctg


(解;如图,在任意时刻都有
y L
2
x
2
,则
dy2xdxdx
ctg

,两边取
dt
2L
2
x
2
dtdt
绝对值:
v
1
v
2
ctg



v
0
1kvt
0

(2)
vv
0
e
kx
3、答案:(1),
v

(思考:x与t关系?
x
1
ln(1kv
0
t)

k
4、(证明:设圆周半径为k,按题意有
k

k

2




2
,即
d



2
,两边乘以
d

得:
dt
v1
dv

dv
d


vk
< br>∴
d

,积分:



d
即得:
v
2
v
1
e


v2
v
0

v
3
5、答案:
a
B

g
8
d




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