大学物理习题集

1大学物理(1)习题集（适用对象：14级土木工程专业）【说明】题号前标有（〇）的，表示该题考查点为1-2个，较易；题号后标有（*）的，表示该题考查点3个或3个以上，较难，其余考查点为2-3个，难度一般。2015.5练习一质点运动的描述……………………………………………………………………………………2练习二圆周运动……………………………………………………………………………………………3练习三牛顿运动定律………………………………………………………………………………………4练习四冲量和动量…………………………………………………………………………………………6练习五功和能………………………………………………………………………………………………7练习六刚体定轴转动………………………………………………………………………………………9练习七绕定轴转动的刚体的转动定律……………………………………………………………………11练习八角动量和角动量守恒定律…………………………………………………………………………13练习九分子运动论…………………………………………………………………………………………15练习十热力学基础…………………………………………………………………………………………162练习一质点运动的描述一.选择题1、（〇）质点是一个：【】（A）质量很小的物体．（B）根据其运动情况，被看作具有质量而没有大小和形状的理想物体．（C）只能作平动的物体．（D）体积很小的物体．2、（〇）某质点的运动方程为x=3t-5t3+6(SI)，则该质点作【】（A）匀加速直线运动，加速度沿X轴正方向；(B)匀加速直线运动，加速度沿X轴负方向;(C)变加速直线运动，加速度沿X轴正方向;(D)变加速直线运动，加速度沿X轴负方向3、一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度v=2m/s，瞬时加速率a=2m/s2则一秒钟后质点的速度:【】(A)等于零(B)等于-2m/s(C)等于2m/s(D)不能确定。4、如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向边运动。设该人以匀速度V0收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是【】(A)匀加速运动;(B)匀减速运动;(C)变加速运动;(D)变减速运动;(E)匀速直线运动。5、（*）某物体的运动规律为tkvdtdv2，式中的k为大于零的常数。当t=0时，初速为v0，则速度v与时间t的函数关系是【】(A)02vkt21v(B)02vkt21v(C)02v1kt21v1(D)02v1kt21v1二.填空题6、一质点沿x轴作直线运动，其运动方程为x=3+5t+6t2-t3(SI)，则质点在t=0时刻的速度；加速度为零时，该质点的速度。7、一物体在某瞬时，以初速度v0从某点开始运动，在t时间内，经一长度为S的曲线路径后，又回到出发点，此时速度为v0，则在这段时间内:物体的平均速率是；物体的平均加速度是。8.、一质点作直线运动，其坐标x与时间t的函数曲线如图所示，则该质点在第秒瞬时速度为零；在第秒至第秒间速度与加速度同方向。9、已知质点运动方程为)()314()2125(32SIjttittr当st2时，a___________．三.计算题4题图8题图310、有一质点沿x轴作直线运动，t时刻的坐标为x=4.5t2–2t3(SI)．（参考1-7）试求：（1）第2秒内的平均速度；（2）（〇）第2秒末的瞬时速度；（3）（*）第2秒内的路程．11.（*）质点沿X轴运动，其加速度和位置的关系是)SI(x62a2。如质点在x=0处的速度为1sm10，求质点在任意坐标x处的速度。练习二圆周运动一.选择题1.一质点在平面上运动，已知运动方程为jbtiatr22(a，b为常数)则质点作:【】(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。2.（*）质点作曲线运动，r表示位置矢量，S表示路程，at表示切向加速度，则【】正确。(1)adtdV；(2)Vdtdr；(3)Vdtds；(4)tadtVd。(A)只有(1)、(2)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。3.（〇）一物体在1秒内沿半径R=1m的圆周上从A点运动到B点，如图所示，则物体的平均速度是：【】(A)大小为2m/s，方向由A指向B；(B)大小为2m/s，方向由B指向A；(C)大小为3.14m/s，方向为A点切线方向；(D)大小为3.14m/s，方向为B点切线方向。4.（〇）一质点沿x轴作直线运动，其v-t曲线如图所示，如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；(E)-5m二.填空题5、（*）在x，y面内有一运动质点其运动方程为)SI(jt5sin10it5cos10r，则t时刻其速度；其切向加速度；该质点运动轨迹是。6.、试说明质点作何种运动时，将出现下述各种情况0v4题图3题图4(1)0a,0ant：(2)0a,0ant：,(aatn,分别表示切向加速度和法向加速度。)7、（*）一质点作半径为m1.0的圆周运动，其运动方程为：)(2142SIt，则其切向加速度为ta____________．三.计算题8、（*）（1-11）一质点沿半径为R的圆周运动，弧长随时间的变化规律为),SI(ct21btS2式中b，c为大于零的常数，且21cRcb。求：(1)质点运动的切向加速度、法向加速度;(2)当ntaa时，质点运动的时间。9.（1-10）一质点沿半径为R=0.2m的圆周作初速度为零的匀加速圆周运动。设角加速度为πrad·s-2，试求：（1）t=1s时，质点的角速度和速率；（2）t=2s时，质点的切向加速度和法向加速度的大小。四．简答题10、任意平面曲线运动的加速度方向总指向曲线凹进的那一侧，为什么？11、判断下列说法是否正确，并说明理由。（1）质点做圆周运动时受到的作用力中，指向圆心的力就是向心力，不指向圆心的力不是向心力。（2）质点做圆周运动时，所受的合外力一定指向圆心。练习三牛顿运动定律一.选择题1.（〇）已知水星的半径是地球半径的0.4倍，质量为地球的0.04倍。设在地球上的重力加速度为g，则水星表面上的重力加速度为:【】(A)0.1g;(B)0.25g;(C)4g;(D)2.5g2.（*）如图所示，用一斜向上的力F(与水平成30°)，将一重为G的木块压靠在竖直壁面上，如果不论用怎样大的力F，都不能使木块向上滑动，则说明木块与壁面间的静摩擦系数μ的大小为【】51(A);2(B)1/3;(C)23;(D)33．（*）如图所示，假设物体铅直面上的圆弧行轨道下滑，轨道是光滑的，在从Ａ至Ｃ的下滑过程中，下面哪个说法是正确的？【】（A）它的加速度方向永远指向圆心．（B）它的速率均匀增加．（C）它的合外力大小变化，方向永远指向圆心．(D)它的合外力大小不变．(E)轨道支持力的大小不断增加．4．在电梯中用弹簧秤称物体的重量，当电梯静止时，称得一个物体重N500．当电梯作匀变速运动时，称得其重量为N400，则该电梯的加速度是【】（Ａ）大小为g2.0，方向向上（Ｂ）大小为g8.0，方向向上．（Ｃ）大小为g2.0，方向向下．（Ｄ）大小为g8.0，方向向下．二.填空题5.如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为μ，当这货车爬一与水平方向成角的小山时，不致使箱子在底板上滑动的最大加速度。6.如图，在光滑水平桌面上，有两个物体A和B紧靠在一起。它们的质量分别mA=2kg和mB=1kg。今用一水平力F=3N推物体B，则B推A的力等于。如用同样大小的水平力从右边推A，则A推B的力等于。7、质量为m的物体，在力Fx=A+Bt(SI)作用下沿x方向运动(A、B为常数)，已知t=0时0v,0x00，则任一时刻:物体的速度表达式：，物体的位移表达式：。8、（〇）沿水平方向的外力F将物体Ａ压在竖直墙上，由于物体与墙之间有摩擦力，此时物体保持静止．并设其所受摩擦力为0f，若外力增至F2，则此时物体所受静摩擦力为____________。三.计算题9.一质量为10kg的质点在力F的作用下沿x轴作直线运动，已知F=120t+40,式中F的单位为N，t的单位为s.在t=0时，质点位于x=5.0m处，其速度V0=6.0m/s2.求质点在任意时刻的速度和位置。2题图CAOR题3图6题图AF题8图610.（*）质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向。大小与速度大小成正比，比例系数为k，忽略子弹的重力，求:①子弹射入沙土后，速度的大小随时间变化的函数式②子弹进入沙土的最大深度。练习四冲量和动量一、选择题1.(〇)下列叙述中正确的是【】(A)物体的动量不变，动能也不变；(B)物体的动能不变，动量也不变；(C)物体的动量变化，动能也一定变化；(D)物体的动能变化，动量却不一定变化。2.一子弹以水平速度v0射入一静止于光滑水平面上的木块后，随木块一起运动，对于这一过程正确的分析是【】(A)子弹、木块组成的系统机械能守恒；(B)子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒；(C)子弹所受的冲量等于木块所受的冲量；(D)子弹动能的减少等于木块动能的增加。3.(〇)质量为m的小球，以水平速度v与固定的竖直壁作弹性碰撞，设指向壁内的方向为正方向，则由于此碰撞，小球的动量变化为【】(A)mv(B)0(C)2mv(D)-2mv4.（*）质量为m的质点，沿正三角形ABC的水平光滑轨道匀速度v运动，质点越过A点时，轨道作用于质点的冲量的大小：【】(A)mv(B)2mv(C)3mv(D)2mv二、填空题5.（*）质量为m的小球自高为y0处沿水平方向以速率v0抛出，与地面碰撞后跳起的最大高度为2y0，5题图6题图4题图7水平速率为2v0，则碰撞过程中(1)地面对小球的垂直冲量的大小为；(2)地面对小球的水平冲量的大小为。6.如图所示，有m千克的水以初速度v1进入弯管，经t秒后流出时的速度为2v且v1=v2=v。在管子转弯处，水对管壁的平均冲力大小是，方向垂直向下。(管内水受到的重力不考虑)7.（〇）质量为m=2kg的物体，所受合外力沿x正方向，且力的大小随时间变化，其规律为：F=4+6t(sI)，问当t=0到t=2s的时间内，力的冲量为；物体动量的增量为。8.（〇）设作用在kg1的物体上的力)(36SItF。如果物体在这一力的作用下，由静止开始沿直线运动，在0到s2的时间间隔内，这个力作用在物体上的冲量大小为．三、计算题9．（*）（例3-4）质量为m，速率为v的小球，以入射角斜向与墙壁相碰，又以原速率沿反射角方向从墙壁弹回．设碰撞时间为t，求墙壁受到的平均冲力．10.tFx430(SI)的合外力作用在质量kg10m的物体上，试求：（1）在开始2s内此力的冲量；（2）若物体的初速度1110smv，方向与xF相同，在t=1s时，此物体的速度2v。四、简答题11、一人用力F推地上的木箱，经历时间t未能推动木箱，此推力的冲量等于多少？木箱既然受了力F的冲量，为什么它的动量没有改变？12、汽车防止由于惯性受到伤害的安全措施之一是设置头枕，头枕处于座椅靠背上方乘客的头部位置，是一个固定且表面较软的枕头。请从物理学的角度解释在发生汽车“追尾”事故时，头枕会起什么用？练习五功和能一、选择题1.如图所示，子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块而不穿出，以地面为参照系，指出下列说法中正确的说法是【】mvv8(A)子弹的动能转变为木块的动能；(B)子弹一木块系统的机械能守恒；(C)子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所做的功；(D)子弹克服木块阻力所做的功等于这一过程中产生的热。2.（〇）一个半径为R的水平圆盘恒以角速度作匀速转动，一质量为m的人要从圆盘边缘走到圆盘中心处，圆盘对他所做的功为：【】2(A)mR；