大学物理C-01力学基本定律1参考答案

专业班级：学号：姓名：成绩：1练习一力学基本定律一、填空题1.两辆车A和B，在笔直的公路上同向行驶，它们从同一起始线上同时出发，并且由出发点开始计时，行驶的距离x与行驶时间t的函数关系式：xA=4t＋t2，xB=2t2＋2t3(SI)，(1)它们刚离开出发点时，行驶在前面的一辆车是______A________；(2)出发后，两辆车行驶距离相同的时刻是_______t=1.19s____________；(3)出发后，B车相对A车速度为零的时刻是_____t=0.67s_____________．2.试说明质点作何种运动时，将出现下述各种情况（v≠0）：（A）aτ≠0,an≠0；变速曲线运动。（B）aτ≠0,an＝0；变速直线运动。（C）aτ＝0,an≠0；匀速曲线运动。3.一质点沿x方向运动，其加速度随时间变化关系为a=3+2t,(SI)如果初始时质点的速度v0为5m/s，则当ｔ为3s时，质点的速度v=23m/s．212xdxx4.一质点沿半径为0.2m的圆周运动,其角位置随时间的变化规律是256t（SI制）。在t=2s时，它的法向加速度an=____80rad/s2___；切向加速度aτ=__2rad/s2__5.一颗子弹在枪筒里前进时，所受的合力随时间变化：540010Ft(SI)。假设子弹离开枪口时合力刚好为零，则子弹在枪筒中所受力的冲量I＝__0.8N.s__。6.一木块质量为m，静止地放置在光滑的水平面上，一子弹水平地穿过木块，设子弹穿过所用的时间为t，木块对子弹的阻力为恒力F，则子弹穿出后，木块的速度大小为___Ftm______。7.图中沿着半径为R圆周运动的质点，所受的几个力中有一个是恒力0F，方向始终沿x轴正向，即iFF00，当质点从A点沿逆时针方向走过3/4圆周到达B点时，力0F所作的功为W＝__－F0R____.8.如图所示，一物体放在水平传送带上，物体与传送带间无相对滑动，当传送带作匀速运动时，静摩擦力对物体作功为____零______；当传送带作加速运动时，静摩擦力对物体作功为___正_______；当传送带作减速运动时，静摩擦力对物体作功为_____负_____．（仅填“正”，“负”或“零”）．9.一质量为1kg的物体，置于水平地面上，物体与地面之间的静摩擦系数μ0＝0.20，滑动摩擦系数μ＝0.16，现对物体施一水平拉力F＝t+0.96(SI)，则2秒末物体的速度大小v＝0.89m/s_或0.892m/s_．10.质量为m的质点，在变力Ｆ=F0(1－kt)（F0和k均为常量）作用下沿ox轴作直线运动。若已知t=０时，质点处于坐标原点，速度为v0。则质点运动微分方程为220dd)1(txmktF，质点速度随时间变化规律为v=)21(200kttmF，质点运动学方程为x=)6121(3200kttmFt。ROBxAF0专业班级：学号：姓名：成绩：211.初速度为jiv450(m/s)，质量为m=0.05kg的质点，受到冲量jiI25.2(Ns)的作用，则质点的末速度（矢量）为)/(4455smji。12.一质量为M的弹簧振子，水平放置且静止在平衡位置，如图所示．一质量为m的子弹以水平速度v射入振子中，并随之一起运动．如果水平面光滑，此后弹簧的最大势能为mmMvM2222（错）222()mvmM13.一质点在二恒力的作用下，位移为△r=3i+8j（m），在此过程中，动能增量为24J，已知其中一恒力1F=12i-3j（N），则另一恒力所作的功为J12。14.质点在力jxiyF322(SI制)作用下沿图示路径运动。则力F在路径oa上的功Aoa=0，力在路径ab上的功Aab=18J，力在路径ob上的功Aob=17J，力在路径ocbo上的功Aocbo=7J。200202323bbbFdryixjdxidyjydxxdy根据图22,33yxdydx2320033202223233381727bydxxdyxdxxdxxx二、选择题1.某质点作直线运动的运动学方程为x＝3t-5t3+6(SI)，则该质点作［D］(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．2.质点沿轨道AB作曲线运动，速率逐渐减小，图中哪一种情况正确地表示了质点在C处的加速度?［C］b(3,2)ocaxyaCAB(A)aCAB(B)aCAB(C)aCAB(D)专业班级：学号：姓名：成绩：33.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岸边运动．设该人以匀速率0收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是［C］(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．4.一子弹以水平速度v0射入一静止于光滑水平面上的木块后，随木块一运动．对于这一过程正确的分析是［B］(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．5.对功的概念有以下几种说法：(1)保守力作正功时，系统内相应的势能增加．(2)质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零．(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零．在上述说法中：［C］(A)(1)、(2)是正确的．(B)(2)、(3)是正确的．(C)只有(2)是正确的．(D)只有(3)是正确的．6.如图，在光滑水平地面上放着一辆小车，车上左端放着一只箱子，今用同样的水平恒力F拉箱子，使它由小车的左端达到右端，一次小车被固定在水平地面上，另一次小车没有固定．试以水平地面为参照系，判断下列结论中正确的是［D］(A)在两种情况下，F做的功相等．(B)在两种情况下，摩擦力对箱子做的功相等．(C)在两种情况下，箱子获得的动能相等．(D)在两种情况下，由于摩擦而产生的热相等．7.质量为20g的子弹，以400m/s的速率沿图示方向射入一原来静止的质量为980g的摆球中，摆线长度不可伸缩．子弹射入后开始与摆球一起运动的速率为［B］(A)2m/s．(B)4m/s．(C)7m/s．(D)8m/s．8.如图所示．一斜面固定在卡车上，一物块置于该斜面上．在卡车沿水平方向加速起动的过程中，物块在斜面上无相对滑动.此时斜面上摩擦力对物块的冲量的方向［D］(A)是水平向前的．(B)只可能沿斜面向上．(C)只可能沿斜面向下．(D)沿斜面向上或向下均有可能．专业班级：学号：姓名：成绩：49.一质子轰击一α粒子时因未对准而发生轨迹偏转．假设附近没有其它带电粒子，则在这一过程中，由此质子和α粒子组成的系统，［D］(A)动量守恒，能量不守恒．(B)能量守恒，动量不守恒．(C)动量和能量都不守恒．(D)动量和能量都守恒．10.动能为EK的A物体与静止的B物体碰撞，设A物体的质量为B物体的二倍，mA＝2mB．若碰撞为完全非弹性的，则碰撞后两物体总动能为［B］(A)EK(B)2EK/3．(C)EK/2．(D)EK/311.两质量分别为m1、m2的小球，用一劲度系数为k的轻弹簧相连，放在水平光滑桌面上，如图所示．今以等值反向的力分别作用于两小球，则两小球和弹簧这系统的［C］(A)动量守恒，机械能守恒．(B)动量守恒，机械能不守恒．(C)动量不守恒，机械能守恒．(D)动量不守恒，机械能不守恒．12.有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上，斜面是光滑的，有两个一样的小球分别从这两个斜面的顶点，由静止开始滑下，则［D］(A)小球到达斜面底端时的动量相等．(B)小球到达斜面底端时动能相等．(C)小球和斜面（以及地球）组成的系统，机械能不守恒．(D)小球和斜面组成的系统水平方向上动量守恒．13.如图所示，置于水平光滑桌面上质量分别为m1和m2的物体A和B之间夹有一轻弹簧．首先用双手挤压A和B使弹簧处于压缩状态，然后撤掉外力，则在A和B被弹开的过程中［B］(A)系统的动量守恒，机械能不守恒．(B)系统的动量守恒，机械能守恒．(C)系统的动量不守恒，机械能守恒．(D)系统的动量与机械能都不守恒三、简答题在水平面内作匀速圆周运动的物体，下列各种论述中是否有错误，如果有错误请改正并指明理由．(1)在圆轨道的各点上它的速度相等．(2)在圆轨道的各点上它受的力相等．(3)在圆轨道的各点上它的动量相等．(4)在圆轨道的各点上它对圆心的角动量相等．(5)在圆轨道的各点上它的动能相等．答：(1)错误，速度不相等，因方向变化；(2)错误，受力不相等，因方向变化；专业班级：学号：姓名：成绩：5(3)错误，动量不相等，因方向变化；(4)正确；(5)正确．四、计算题1.一人自原点出发，25s内向东走30m，又10s内向南走10m，再15s内向正西北走18m．求在这50s内，(1)平均速度的大小和方向;(2)平均速率的大小．解：（1）位移OCOAABBCijijij301018cos45sin4517.272.73OCm17.48，方向8.98（东偏北）平均速度大小rOCvmstt17.480.35/50（2）路程Smm30101858平均速率Svmst581.16/502.如图所示，有两个长方形的物体A和B紧靠着静止放在光滑的水平桌面上，已知mA＝2kg，mB＝3kg．现有一质量m＝100g的子弹以速率v0＝800m/s水平射入长方体A，经t=0.01s，又射入长方体B，最后停留在长方体B内未射出．设子弹射入A时所受的摩擦力为F=3×103N，求：当子弹留在B中时，A和B的速度大小。解：从进入A到穿出A的过程中，A和B做整体运动，设此时物体A为Av且由动量定理得ABAmmvFt()0AABFtvmsmm33100.016/()23取A、B和子弹组成的系统为研究对象，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，子弹留在B后有AABBmvmvmmv0AABBmvmvvmsmm022/3.如图，绳CO与竖直方向成30°角，O为一定滑轮，物体A与B用跨过定滑轮的细绳相连，处于平衡状态．已知B的质量为10kg，地面对B的支持力为80N．若不考虑滑轮的大小求：(1)物体A的质量．专业班级：学号：姓名：成绩：6(2)物体B与地面的摩擦力．(3)绳CO的拉力．(取g=10m/s2)cos30cos300ABTTTsin30sin300BATTBATT60XY3030α-30TBTATO专业班级：学号：姓名：成绩：73.一人从10m深的井中提水．起始时桶中装有10kg的水，桶的质量为1kg，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水．求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功。若水桶不漏水，水桶开始时在井中速度为零，当提到井口时的速度为1m/s，此时水桶从井中提到井口，人所作的功又为多少。解：选竖直向上为坐标y轴的正方向，井中水面处为原点。由题意知，人匀速提水，所以人所用的拉力F等于水桶的重量，即：00.2107.81.96FGGkymggyy人的拉力所作的功为：0(107.81.96)980HAdAydyJ（2）由动能定理有2102Amghmv22311119.81119.8101.321022AmvmghJ4.如图所示，一轻质弹簧劲度系数为k，两端各固定一质量均为M的物块A和B，放在水平光滑桌面上静止。今有一质量为m的子弹沿弹簧的轴线方向以速度0射入