上册习题补充答案_学生用__力学相对论_11版

说明：上册教材中，第5，6，7等章的习题有答案；第1，2，4，8章的习题有部分答案；第3，9，10，11章的习题没有答案。为方便学生使用，再次对书上原有的答案进行了校对，没有错误的，本“补充答案”中不再给出；原书中答案有误的，和原书中没有给出答案的，这里一并给出。错误之处，欢迎指正！第1章1.4．2.8×1015m1.5．根据方程中各项的量纲要一致，可以判断：Fx=mv2/2合理，F=mxv,Ft=mxa,Fv=mv2/2,v2+v3=2ax均不合理.第2章2.1(1)ji)2615()2625(m;)/]()2615()2625[(451151020)2615()2625(smjijitrv(2)52m;1.16m/s2.2(1)4.1m/s;4.001m/s;4.0m/s(2)4m/s;2m.s-22.33m;m34;140033s.m方向与位移方向相同;1.0m/s方向沿切线方向2.52(m);0;1(s)2.624(m);-16(m)2.8222tvRvRdtd2.10(1)1322yx(2)tvx4sin43;tvy4cos4;tax4cos1632;tay4sin162(3)26x,22y;86xv,82yv;,2326xa2322ya2.12(1)7.382，4025.0t(s)，2.19y(m)(2)7.382，48.2t(s)，25.93y(m)。2.14(1)22119xy(2)jtiv42;ja4(3)0t时，jr19；3t时，jir6。（4）当9ts时取“”，最小距离为37（m）。2.15(1)质点做螺旋圆周运动。（2）kcjwtwriwtwrv)cos()sin(;jwtrwiwtrwa)sin()cos(22（3）运动方程的矢量形式：kctjwtriwtrr)()sin()cos(2.171004622xxv2.2189)1(212tx2.22略2.23220202sin2sin0tgtgvvgvtgdtdvat，2202022sin2cos0tgtgvvgvaaatn。在抛出点曲率半径cos2020gvavn；在最高点曲率半径gcosvavn2202。2.25(1)rad.s-1(2)102m.s-2;10m.s-2(3)103.6m.s-2与切向夹角72202.26（1）34（rad），48（rad/s）,48（rad/s2）。（2）法向加速度23040（m/s2切向加速度480（m/s2）。（3）361ts。2.27角速度)106(sin3.1)106cos(1022ttdtdrwr，角加速度322)]106(sin3.1[)106sin(69tt2.29缺条件2.34飞机相对于海水的速度kiu'vv船飞机飞机517（m/s），飞机相对于空气的速度kjijkiuvv风飞机飞机571712517）（（m/s）。2.36蚂蚁对水平面的速度为：Vjwtwutwtuiwtwutwtu)cossin()sincos(（m/s）加速度为：jwtutwwtuwiwtutwwtuwdtVda)sincos2()cossin2(22习题知识点说明：2.1-2.4题：位移、路程、平均速度、瞬时（加）速度概念2.5-2.10;2.14;2.15题:已知运动方程求位移、速度、加速度2.11;2.12;2.13题：斜抛运动2.16-2.22题：运动学第二类问题2.23-2.29题：切、法向加速度2.30-2.36题：相对运动第3章3.1jiptmbtmamcossinv3.24.0ms13.3碰撞过程所受力的方向与动量变化量的方向一致1111)03.0028.0(mskgmmjiP1'1vv12)03.003.0(mskgmjiP2'2v3.41.86ms1;--0.71ms13.5mMvmv'33;333MmmMmmMmvv33.615680m3.71.4033.8MmmRXM3.91v2v'FF1v2vv22a2v水FFF'3.1024N3.11建议删去3.12ghF22''vvgh2arctan方向:沿皮带运动方向向上角度3.13N.11102853.14（1）Ns.66735；N.410051（2）1310452ms.3.1510000N3.16ghgtnmN23.1724N，方向沿X正向3.18(1)xLLFT（2）2222xLLmT3.19(1)11.30;(2)2.12m.s-2;18.39N0'3.10161.339.18arctanarctanfN3.21gmMF213.22（1）Rmf2vRa2v（2）vRt23.24187.20rads3.253.26以升降机为非惯性参考系iammMMg23jaMmMMg23以地面为参考系jiamgmMMg2123jjaMgmMmMgmMM2221233.27jRca633.2821214RRyc3.29不能（1）amMma'（2）B先走到木桩处0002222vvvvMmMmmLMmmmmLLtABABABABB(3)0.8m;3.2m习题知识点分析：计算动量：1；动量守恒：2，5，7；力的方向问题：3；水平方向动量守恒：4；动量守恒结合抛射体运动问题：6；动量守恒结合运动学第二类问题：8；动量定理：9，10，11，12，13；计算冲量：14；变质量系统的动量守恒：15，16；运用牛二定律解决运动学第二类问题：17，18，19，21，22，建议删除23；计算弹簧串联和并联的弹性系数K：20；分析受力的证明问题：24；建议删除牛二解决非惯性系问题：25，26；计算质心坐标：27，28；建议删除质心系中的动量守恒：29；建议删除第4章4.5(题文增加条件)质量为4kg的质点在力F=2xyi+3x2j（SI）的作用下沿曲线x2=9y（SI）无摩擦运动，求由静止开始从（0，0）点移动到（3，1）点时的速度．4.10原题文中“以x轴正方向的力…”改为“以x轴方向的力”4.142arcsin3；233mglv4.15ga314.17(1)min02vv(2)002mLlmm;20022VmLsammv4.19(1)0mMlvkmM(2)过繁，建议删去。4.20222max22mMgmMgmghhkkkmM4.21过繁，建议删去。4.22原题文中删掉一句“物体m置于光滑桌面上，”改为“质量为m的物体与劲度系数为k的弹簧连接成如图4-28所示的系统，忽略绳与滑轮的质量及摩擦，绳不可伸长．当物体达到平衡后，将m往下拉h距离后放手．求m运动的最大速率．”0max22khlhvghm4.23(1)12cosMgRvmM(2)12cosMgRvmM(3)22MRmM4.24(1)222mghvMmM(2)22212mghAMvmM4.25题文修改为“荡秋千的简化分析．荡秋千时，当摆到最高点时，人突然蹲下，使质心降低；当摆到最低点时，人突然站起，使质心升高．于是，来回摆动摆角逐渐增大．作为近似，把人看作位于质心上的质点，蹲下时质心与悬挂点的距离为l1，站起时为l2，质心的轨迹如图4-31中的ABCD所示．证明：（1）从一端（A点）摆到另一端D（B点）的过程中，设v为在最低点B时的速度，起始摆角为，在另一端时的摆角为，则211cos12glv，321212cos12lvgll，因而；（）人所做的总功2211222112lAmgllmvl，而系统增加的机械能为mgl（coscos）．（本题建议在5章用）习题知识点说明：（本章习题多数计算偏繁。）4.1动能定理4.2动能定理，牛顿第二定律4.3动能定理，一对力做功4.4，4.5动能定理4.6，4.7功的定义4.8动能定理，功的定义4.10功与功率4.11功的定义，动能定理4.12功能定理4.13保守力与势能4.14，4.15机械能守恒4.16功能原理4.17功能原理，动能定理4.18角动量守恒，机械能守恒(移到刚体后)4.19机械能守恒，动量守恒，牛顿第二定律4.20机械能守恒，动量守恒4.21机械能守恒，水平方向动量守恒，牛顿第二定律，相对运动4.22机械能守恒4.23机械能守恒，水平方向动量守恒，牛顿第二定律4.24机械能守恒，水平方向动量守恒，动能定理4.25机械能守恒，角动量守恒（建议移至第5章后）第5章5.122222001()()mMmkllMmvv0100222200sin()()lmlllmMmkllvvvv5.141210201212mmrlrlmmmm2211102220LmrLmr5.15(2)2366N;(3)4436J;8872J习题知识点说明：第5章：5.1,5.2,5.3,5.4___质点角动量定义5.5,___质点角动量定理5.6,___动力学二类问题+质点角动量定理5.7,___质点角动量守恒5.8,___质点角动量守恒+面积速度5.9,___质点角动量守恒5.10,___质点角动量守恒证明开普勒第二定律5.11,___用质点角动量表示质点的动能、势能5.12___质点系三守恒定律综合5.13___质点角动量守恒+能量守恒5.14,___质心+质点系角动量守恒5.15___质点系角动量守恒第6章6.1117.95rad.s-16.120(23)arcsin[]3(23)vlMMMmMmMMm6.142Rhg22200111()()222kLMmREMmR6.15最后一问答案改为65.3J6.16原题第2行“经0.50s转速达10rads”改为“经0.50s转速达10转s”6.17原题缺条件，删去6.19题文改为“在自由旋转的水平圆盘上，站一质量为m的人．圆盘的半径为R，转动惯量为J，角速度为．如果这人由盘边走到盘心，求盘的角速度的变化及此系统动能的变化．”6.205.04×10-23J/s。6.2374Tmg习题知识点说明：6.1-6.4题：刚体运动学6.5-6.6题：转动惯量6.7-6.10；6.23题：转动定律6.11-6.13题：角动量守恒6.14-6.16；6.18-6.22题：角动量守恒、转动中的功和能综合应用第8章8.3广州站先发出列车8.472000m;3×10-4s8.5cvarcconcvarcconcvzyx();();(arccos8.75266m8.8900m1.66×10-6s8.9c8.108.118.12-2.77×108m/s8.13原题改为：“从地球测得地球到最近的恒星半人马星的距离是4.3×1016m，设一宇宙飞船以速度0.8c从地球飞向该星.（1）飞船中的宇航员测得地球到该星的距离为多少？（2）分别按地球上的钟和飞船上的钟计算，飞船往返一次到达需要多少时间？”（1）2.58×106m;1.76×108s;1.08×108s8.14(1)否(2)两个参考系的相对运动速度u=2×108m/s8.15建议不