大学物理课后习题答案2222

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜大学物理课后习题答案2222篇一：大学物理课后习题答案详解第一章质点运动学1、(习题1.1)：一质点在xOy平面内运动，运动函数为x=2t,y=4t2?8。（1）求质点的轨道方程；（2）求t=1s和t=2s时质点的位置、速度和加速度。解：（1）由x=2t得，22y=4t-8可得：y=x-8即轨道曲线（2）质点的位置：r?2ti?(4t2?8)j由v?dr/dt则速度：v?2i?8tj由a?dv/dt则加速度：a?8j则当t=1s时，有r?2i?4j,v?2i?8j,a?8j当t=2s时，有r?4i?8j,v?2i?16j,a?8j2、（习题1.2）：质点沿x在轴正向运动，加速度a??kv，k为常数．设从原点出发时速度为v0，求运动方程x?x(t).解：dv??kvdtdx?v0e?ktdtt1?ktdv??v0v?0?kdtv?v0ev精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜?xdx??v0et?ktdtx?v0(1?e?kt)k3、一质点沿x轴运动，其加速度为a?4t(SI)，已知t?0时，质点位于x??10m处，初速度v???0．试求其位置和时间的关系式．解：a?dv/dt?4tdv?4tdt?vdv??4tdtv?2t2tv?dx/dt?2t2?xx0dx??2t2dtx?2t3/3+10(SI)t精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜4、一质量为m的小球在高度h处以初速度v0水平抛出，求：（1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程；（3）落地前瞬时小球的drdvdv，，.dtdtdt解：（1）x?v0t式（1）11y?h?gt2式（2）r(t)?v0ti?(h-gt2)j22gx2（2）联立式（1）、式（2）得y?h?22v0（3）dr?v0i-gtj而落地所用时间t?dtdr2h?v0i所以dtgjg2ghdvdvg2t2222??gjv?vx?vy?v0?(?gt)??222dtdt[v?(gt)](v?2gh)005、已知质点位矢随时间变化的函数形式为r?t2i?2tj，式中r的单位为m，t的单位为s.求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜解：1）v?drdv?2ti?2ja??2idtdt22）v?[(2t)?4]at??2(t?1)an?2dv?dta2?at2?2t?12第二章质点动力学1、(牛顿定律)质量为M的气球以加速度a匀加速上升，突然一只质量为m的小鸟飞到气球上，并停留在气球上。若气球仍能向上加速，求气球的加速度减少了多少？解：f为空气对气球的浮力，取向上为正。分别由图（a）、(b)可得：F?Mg?MaF?(M?m)g?(M?m)a1则a1?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜2、(牛顿定律)两个圆锥摆，悬挂点在同一高度，具有不同的悬线长度，若使它们运动时两个摆球离开地板的高度相同，试证这两个摆的周期相等．证：设两个摆的摆线长度分别为l1和l2，摆线与竖直轴之间的夹角分别为?1和?2，摆线中的张力分别为F1和F2，则F1cos?1?m1g?0①F1sin?1?m1v1/(l1sin?1)②解得：2Ma?mgm(a?g),a?a?a1?m?Mm?Mv1?sin?1gl1/cos?12?l1sin?1?2?v1第一只摆的周期为T1?l1cos1g同理可得第二只摆的周期T2?2?l2cos?2精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜g由已知条件知l1cos?1?l2cos?2∴T1?T2习题2.1—2.6习题2.1一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为F?400?4?105t/3，子弹从枪口射出时的速率为300m/s。设子弹离开枪口处合力刚好为零。求：（1）子弹走完枪筒全长所用的时间t；（2）子弹在枪筒中所受力的冲量I；（3）子弹的质量。解：（1）由F?400?4?105t/3和子弹离开枪口处合力刚好为零，则可以得到：F?400?4?105t/3?0算出t=0.003s。（2）由冲量定义：I??Fdt??（400?4?105t/3）dt?400t?2?105t2/33330?0.6N?s（3）由动量定理：I?3Fdt??P?mv?0.6N?s?所以：m?0.6/300?0.002kg习题2.2质量为M＝1.5kg的物体，用一根长为l＝1.25m的细绳悬挂在天花板上．今有一质量为m＝10g的子弹以v0＝500m/s的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小v＝30m/s，设穿透时间极短．求：?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜v0?M(1)子弹刚穿出时绳中张力的大小；习题2.2图(2)子弹在穿透过程中所受的冲量．解：(1)取子弹与物体为研究对象，子弹前进方向为x轴正向，因穿透时间极短，故可认为物体未离开平衡位置．因此,作用于子弹、物体系统上的外力均在竖直方向，故系统在水平方向动量守恒．令子弹穿出时物体的水平速度为v?有mv0=mv+Mv?v?=m(v0?v)/M=3.13m/sT=Mg+Mv2/l=26.5N(2)f?t?mv?mv0??4.7N?s(设v0方向为正方向)负号表示冲量方向与v0方向相反．习题2.3一人从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．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：F?P?P0?ky?mg?0.2gy?107.8?1.96y人的拉力所作的功为：W??dW??Fdy＝?(107.8?1.96y)dy=980JH10习题2.4如图所示，质量m为0.1kg的木块，在一个水平精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜面上和一个劲度系数k为20N/m的轻弹簧碰撞，木块将弹簧由原长压缩了x=0.4m．假设木块与水平面间的滑动摩擦系数?为0.25，问在将要发生碰撞时木块的速率v为多少？解：根据功能原理，木块在水平面上运动时，摩擦力所作的功等于系统（木块和弹簧）机械能的增量．由题意有?frx?而121kx?mv222习题2.4图fr??kmg木块开始碰撞弹簧时的速率为v?kx22?kgx??5.83msm习题2.5某弹簧不遵守胡克定律.设施力F，相应伸长为x，力与伸长的关系为F＝52.8x＋38.4x2（SI）求：(1)将弹簧从伸长x1＝0.50m拉伸到伸长x2＝1.00m时，外力所需做的功．(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg的物体，然后将弹簧拉伸到一定伸长x2＝1.00m，再将物体由静止释放，求当弹簧回到x1＝0.50m时，物体精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜的速率．解：(1)外力做的功x1x112mv??F'?dx???Fdx?W?31Jx2x22(2)设弹力为F′v??5.34ms?1习题2.6两个质量分别为m1和m2的木块A、B，用一劲度系数为k的轻弹簧连接，放在光滑的水平面上。A紧靠墙。今用力推B块，使弹簧压缩x0然后释放。（已知m1?m，m2?3m）求：（1）释放后A、B两滑块速度相等时的瞬时速度的大小；（2）弹簧的最大伸长量。解：1122m2v20?kx022习题2.6图m2v20?（m1?m2）v所以v?3kx043m精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜11112（2）m2v20?kx2?m1?m2）v2计算可得：x?x022223、(变力作功、功率、质点的动能定理)设F?7i?6j(N)（1）当一质点从原点运动到（2）如果质点到r处时需0.6s，试求F的平r??3i?4j?16k(m)时，求F所作的功；均功率；（3）如果质点的质量为1kg，试求动能的变化。解：（1）A=rr-34?F?dr=?(7i?6j)?(dxi?dyj?dzk)=?7dx??6dy??45J，做负功r4A45?75W（3）?Ek?A???mgj?dr=（2）??-45+??mgdy=-85J00t0.64、（机械能守恒、动量守恒）如图所示，一个固定的光滑斜面，倾角为θ，有一个质量为m小物体，从高H处沿斜面自由下滑，滑到斜面底C点之后，继续沿水平面平稳地滑行。设m所滑过的路程全是光滑无摩擦的，试求：（1）m到达C点瞬精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜间的速度；（2）m离开C点的速度；（3）m在C点的动量损失。解：（1）由机械能守恒有mgH?12mvc2带入数据得vc?AC方向（2）由于物体在水平方向上动量守恒，所以mvccos??mv，得v?os?，方向沿CD方向（3）由于受到竖直的冲力作用，m在C点损失的动量?p??，方向竖直向下。第三章刚体的运动书：3.3用落体观察法测定飞轮的转动惯量，是将半径为R的飞轮支承在O点上，然后在绕过飞轮的绳子的一端挂一质量为m的重物，令重物以初速度为零下落，带动飞轮转动，记下重物下落的距离和时间，就可算出飞轮的转动惯量。试写出它的计算式。（假设轴承间无摩擦篇二：大学物理课后习题答案(上)练习一质点运动学1、?ddt??6t2，1??6，3?1精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜1?3??t??26，?3?11?33?1?242、dvdt??Kv2t?vv?dvt11212???Ktdt?0v0v?2Kt?v0所以选（C）3、因为位移??0?0，又因为??0,所以?0。所以选（B）4、选（C）tv5、（1）由P?Fv?mva,?a?dvdt，所以：P?mvdvdt，?Pdt?0?mvdv积分得：v?2Ptm2Ptxt2Pt3（2）因为v?dxdt?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜m，即：?dx?dt，有：x?8P20?t0m9m练习二质点运动学（二）x?v0t1、平抛的运动方程为y?1gt2，两边求导数有：vx?v02vy?gt，v?v2?g2t2，dv2g20att?dt?v220?g2ta22gv0n?g?at?v2?g2t2。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜2、an?2.4m/s2;an?14.4m/s23、（B）4、（A）练习三质点运动学那么，33s3k2)2;a(t)?;x?kt2?x01、t?(2k32t2、`1?2?3?03、（B）4、（C）练习四质点动力学（一）1、?12;x?9m2、（A）3、（C）4、（A）练习五质点动力学（二）(m'?m)v0?mu1、V?v0?m'?m2、（A）3、（B）4、（C）5、（1）v?3?8t?3t2,v4?19m/s,v0?3,I?m(v4?v0)?16Ns（2）A?1212mv4?mv0?176J22精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜练习六、质点动力学（三）1、900JR1?R2)2、A?GmEm(R1R23、（B）4、（D）15、m?2(A2?B2)2练习七质点动力学（四）22Gm21、v1?l(m1?m2)2、动量、动能、功3、（B）4、（B）练习八刚体绕定轴的转动（一）1、0.6?0,?00.8?解：（1）摩擦力矩为恒力矩，轮子作匀变速转动因为精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜0.8?0??0?1??0??t?????0.2?01；同理有?2??0??t?0.6?0。2???0??20（2）由?t???2???????；n??2?0.42?22k?02J2、???,t?9Jk?0t3k?d?d?2J??k???kt?JJ???k?????解：；??2dt?9J0?22?02J解得：t?。k?03、选（A）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜因A、B盘质量和厚度相等，而?A??B，必有rA?rB。圆盘的转动惯量12J?mr，所以IB?IA。24、（C）解：因为力矩M