大學(xué)物理教程 (上)課后習(xí)題 答案Word版

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1、 物理部分課后習(xí)題答案(標(biāo)有紅色記號(hào)的為老師讓看的題)27頁(yè) 1-2 1-4 1-12 1-2 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為,都以米為單位,以秒為單位,求: (1) 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡; (2) 從到質(zhì)點(diǎn)的位移的大??; (3) 時(shí),質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度。 解:(1)由運(yùn)動(dòng)方程消去時(shí)間可得軌跡方程,將代入,有 或 (2)將和代入,有 , 位移的大小 (3) , 當(dāng)時(shí),速度和加速度分別為 m/s2 1-4 設(shè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為,式中的、均為常量。求(1)質(zhì)點(diǎn)

2、的速度;(2)速率的變化率。 解?。?)質(zhì)點(diǎn)的速度為 (2)質(zhì)點(diǎn)的速率為 速率的變化率為    1-12 質(zhì)點(diǎn)沿半徑為的圓周運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為。求質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻的法向加速度的大小和角加速度的大小。 解 由于     質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻的法向加速度的大小為 角加速度的大小為   77頁(yè)2-15, 2-30, 2-34, 2-15 設(shè)作用于質(zhì)量的物體上的力,如果物體在這一力作用下,由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),求在0到的時(shí)間內(nèi)力對(duì)物體的沖量。 解 由沖量的定義,有 2-21 飛機(jī)著陸后在跑道上滑行,若撤除牽引力后,飛機(jī)受到與速度成正比的阻力(

3、空氣阻力和摩擦力)(為常數(shù))作用。設(shè)撤除牽引力時(shí)為,初速度為,求(1)滑行中速度與時(shí)間的關(guān)系;(2)到時(shí)間內(nèi)飛機(jī)所滑行的路程;(3)飛機(jī)停止前所滑行的路程。 解?。ǎ保╋w機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受到阻力作用,根據(jù)牛頓第二定律,有 即           兩邊積分,速度與時(shí)間的關(guān)系為 2-31 一質(zhì)量為的人造地球衛(wèi)星沿一圓形軌道運(yùn)動(dòng),離開地面的高度等于地球半徑的2倍(即 ),試以和引力恒量及地球的質(zhì)量表示出: (1) 衛(wèi)星的動(dòng)能; (2) 衛(wèi)星在地球引力場(chǎng)中的引力勢(shì)能. 解 (1) 人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),地球引力作為向心力,有 衛(wèi)星的動(dòng)能為     (2)衛(wèi)星的引

4、力勢(shì)能為    2-37 一木塊質(zhì)量為,置于水平面上,一質(zhì)量為的子彈以的速度水平擊穿木塊,速度減為,木塊在水平方向滑行了后停止。求: (1) 木塊與水平面之間的摩擦系數(shù); (2) 子彈的動(dòng)能減少了多少。 解 子彈與木塊組成的系統(tǒng)沿水平方向動(dòng)量守恒 對(duì)木塊用動(dòng)能定理 得 (1) (2) 子彈動(dòng)能減少 114頁(yè)3-11,3-9, 例3-2圖 例3-2 如圖所示,已知物體、的質(zhì)量分別為、,滑輪的質(zhì)量為,半徑為,不計(jì)摩擦力,物體由靜止下落,求 (1)物體、的加速度; (2)繩的張力; (3)物體下落距離后的速度。 分析: (1)本題

5、測(cè)試的是剛體與質(zhì)點(diǎn)的綜合運(yùn)動(dòng),由于滑輪有質(zhì)量,在運(yùn)動(dòng)時(shí)就變成含有剛體的運(yùn)動(dòng)了?;喸谧鞫ㄝS轉(zhuǎn)動(dòng),視為圓盤,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 。 (2)角量與線量的關(guān)系:物體、的加速度就是滑輪邊沿的切向加速度,有。 (3)由于滑輪有質(zhì)量,在作加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑輪兩邊繩子拉力。 分析三個(gè)物體,列出三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)方程: 物體 物體 物體 解 (1)。 (2), 。 (3)對(duì)來(lái)說(shuō)有, 例3-4 有一半徑為R的圓形平板平放在水平桌面上,平板與水平桌面的摩擦系數(shù)為μ,若平板繞通過(guò)其中心且垂直板面的固定軸以角速度ω0開始旋轉(zhuǎn),它將在旋轉(zhuǎn)幾圈后停止?(已知圓形平板的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,其中m為

6、圓形平板的質(zhì)量) 分析:  利用積分求圓形平板受桌面的摩擦力矩,運(yùn)用轉(zhuǎn)動(dòng)定律求出平板的角加速度,再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù). 解:在距圓形平板中心r處取寬度為dr 的環(huán)帶面積,環(huán)帶受桌面的摩擦力矩為 總摩擦力矩為 故平板的角加速度為 可見圓形平板在作勻減速轉(zhuǎn)動(dòng),又末角速度,因此有 設(shè)平板停止前轉(zhuǎn)數(shù)為n,則轉(zhuǎn)角,可得 3-2:如題3-2圖所示,兩個(gè)圓柱形輪子內(nèi)外半徑分別為R1和R2,質(zhì)量分別為M1和M2。二者同軸固結(jié)在一起組成定滑輪,可繞一水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。今在兩輪上各繞以細(xì)繩,細(xì)繩分別掛上質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體。求在重力作用下,定滑輪的角加速度。

7、 解: m2g m1g T2 T2 T1 T1 R2 R1 m1: m2: 轉(zhuǎn)動(dòng)定律: 其中: 運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系: 解得: 3-6 一質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)位于()處,速度為, 質(zhì)點(diǎn)受到一個(gè)沿負(fù)方向的力的作用,求相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的角動(dòng)量以及作用于質(zhì)點(diǎn)上的力的力矩. 解: 由題知,質(zhì)點(diǎn)的位矢為 作用在質(zhì)點(diǎn)上的力為 所以,質(zhì)點(diǎn)對(duì)原點(diǎn)的角動(dòng)量為 作用在質(zhì)點(diǎn)上的力的力矩為 3-11 如題3-11圖所示,一勻質(zhì)細(xì)桿質(zhì)量為,長(zhǎng)為,可繞過(guò)一端的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),桿于水平位置由靜止開始擺下.求: (1)初始時(shí)刻的角加速度; (2)桿轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)的角速度.

8、 解: (1)由轉(zhuǎn)動(dòng)定律,有 則 (2)由機(jī)械能守恒定律,有 題3-11圖 所以有 3-13 一個(gè)質(zhì)量為M、半徑為并以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)著的飛輪