大学物理 第二章 答案
第1题(5分)
(0029) 竖立的圆筒形转笼，半径为Ｒ，绕中心轴ＯＯ＇转动，物块Ａ紧靠在圆筒的内壁上，物块与圆筒间的摩擦系数为μ，要使物块Ａ不下落，圆筒转动的角速度ω至少应为
（Ａ）
R g
μ （Ｂ）g μ ．
（Ｃ）
（Ｄ）R g
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第2题(5分)
(0030) 在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a 1上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时，绳子刚好被拉断？
（Ａ）12a （Ｂ）)(21g a +
（Ｃ）g a +12 （Ｄ） g a +1
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第3题(5分)
(0051)
一只质量为ｍ的猴，原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为Ｍ的直杆。悬线突然断开，小猴则沿杆子往上爬以保持它离地面的高度不变，此时直杆下落的加速度为
g (B)
M mg
(D)g m M m
M -+ (E)g M
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第4题(5分)
(0054) 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） 2.5ｇ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第5题(5分)
(0324) 两滑块Ａ、Ｂ，质量分别为ｍ1和ｍ2，与图中所示斜面间的摩擦系数分别为μ1和μ2，今将Ａ、Ｂ粘合在一起，并使它们的底面共面，而构成一个大滑块，则该滑块与斜面间的摩擦系数为
（Ａ））
（2121
μμ+ ．
）（21μμμμ+
（Ｃ）
21
μμ
．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第6题(5分)
(0325) 如图，一质量为ｍ的物体Ａ，用平行于斜面的细线拉着置于光滑的斜面上．若
斜面向左方作减速运动，当绳中张力为零时，物体的加速度大小为 （Ａ）θsin g ．
（Ｂ）θcos g ．
（Ｃ）θgctg ． （Ｄ）θgtg ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第7题(5分)
(0326) 如图所示，质量为ｍ的物体Ａ用平行于斜面的细线连结置于光滑的斜面上，若斜面向左方作加速运动，当物体开始脱离斜面时，它的加速度的大小为
（Ａ）θsin g ．
（Ｂ）θ
cos g ． （Ｃ）θgctg ． （Ｄ）θgtg ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第8题(5分)
(0328) 在倾角为θ的固定光滑斜面上，放一质量为ｍ的光滑小球，球被竖直的木板挡住，当把竖直板迅速拿开的这一瞬间，小球获得的加速度为 （Ａ）θsin g ． （Ｂ）θcos g ．
（Ｃ）
θcos g （Ｄ） θsin g
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第9题(5分)
(0330) 如图所示，固定斜面与竖直墙壁均光滑，则质量为ｍ的小球对斜面作用力的大小为 （Ａ）θsin mg ． （Ｂ）θcos mg ．
（Ｃ）θsin mg ． （Ｄ）θcos mg
．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第10题(5分)
(0331) 如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m 1和m 2的重物，且m 1>m 2．滑轮质量及一切摩擦均不计，此时重物的加速度大小为a ．今用一竖直向下的恒力F= m 1g 代替质量为m 1的物体，质量为m 2的重物的加速度为a ' ，则 （Ａ）a a ='． （Ｂ）a a >'． （Ｃ）a a
<'．
（Ｄ）不能确定．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第11题(5分)
(0332) 两物体Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ1和ｍ2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示．对物体Ａ施以水平推力Ｆ，则物体Ａ对物体Ｂ的作用力等于
F
m m m 211
+ （Ｂ）F ．
（Ｄ）F
m m 12
．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第12题(5分)
(0334) 一个圆锥摆的摆线长为l ，摆线与竖直方向的夹角恒为θ，如图所示．则摆锤
转动的周期为
（Ａ）g l ．
g l θ
cos
（Ｃ）
g l π
2．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第13题(5分)
(0337) 质量为Ｍ的斜面原来静止于光滑水平面上，将一质量为ｍ的木块轻轻放于斜面上，如图．当木块沿斜面加速下滑时，斜面将 （Ａ）保持静止． （Ｂ）向右加速运动．
（Ｃ）向右匀速运动．
（Ｄ）如何运动将由斜面倾角θ决定．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第14题(5分)
(0607) 一辆汽车从静止出发，在平直公路上加速前进的过程中，如果发动机的功率一定，阻力大小不变，那么，下面哪一个说法是正确的？ （Ａ）汽车的加速度是不变的． （Ｂ）汽车的加速度不断减小． （Ｃ）汽车的加速度与它的速度成正比．
（Ｄ）汽车的加速度与它的速度成反比．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第15题(5分)
(0608) 升降机内地板上放有物体Ａ，其上再放另一物体Ｂ，二者的质量分别为ＭA 、ＭB ．当升降机以加速度ａ向下加速运动时（ａ＜ｇ＝，物体Ａ对升降机地板的压力在数值上等于
（Ａ） ＭA ｇ． （Ｂ）（ＭA ＋ＭB ）ｇ．
（Ｃ）（ＭA ＋ＭB ）（ｇ＋ａ）．
（Ｄ）（ＭA ＋ＭB ）（ｇ－ａ）．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第16题(5分)
(0609) 一公路的水平弯道半径为Ｒ，路面的外侧高出内侧，并与水平面夹角为θ．要 （Ａ）Rg ．
（Ｃ）
θθ
2sin cos Rg ． （Ｄ）θRgtg ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第17题(5分)
(0612) 一段路面水平的公路，转弯处轨道半径为Ｒ，汽车轮胎与路面间的摩擦系数为μ
（Ａ）不得小于
gR
μ．
（Ｃ）必须等于gR 2． （Ｄ）应由汽车质量决定．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第18题(5分)
(0613) 用轻绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动．绳中张力最小时，小球的位置
（Ａ）是圆周最高点． （Ｂ）是圆周最低点．
（Ｃ）是圆周上和圆心处于同一水平面上的两点． （Ｄ）因条件不足，不能确定．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第19题(5分)
(0614) 在电梯中用弹簧秤称物体的重量．当电梯静止时，称得一个物体重量为500 Ｎ．当电梯作匀变速运动时，称得其重量为 400Ｎ，则该电梯的加速度是 （Ａ）大小为 0.2ｇ，方向向上． （Ｂ）大小为 0.8ｇ，方向向上．
（Ｃ）大小为 0.2
ｇ，方向向下．
（Ｄ）大小为 0.8ｇ，方向向下．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第20题(5分)
(0617) 如图，滑轮、绳子质量忽略不计．忽略一切摩擦阻力，物体Ａ的质量m A 大于物体Ｂ的质量m B ．在Ａ、Ｂ运动过程中弹簧秤的读数是 （Ａ）(
)21m m +g ． ()
m m
-ｇ．
（Ｃ）21212m m m m +ｇ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
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标答 你的答案 得分 试题分析 第1题 （Ｃ） （Ｃ） 5 分
第2题 （Ｃ） （Ｂ） 0 分 知识点 直线运动中的牛顿定律 第3题 （Ｃ） （Ｃ） 5 分
第4题 （Ｂ） （Ｃ） 0 分 知识点 曲线运动中的牛顿定律 第5题 （Ｄ） （Ｄ） 5 分 第6题 （Ｄ） （Ｄ） 5 分 第7题 （Ｃ） （Ｃ） 5 分
第8题 （Ａ） （空） 0 分 你没有回答这题！ 第9题 （Ｄ） （Ｄ） 5 分
第10题
（Ｂ）
（空）
0 分
你没有回答这题！
第11题（Ｃ）（Ｃ） 5 分
第12题（Ｄ）（Ｄ） 5 分
第13题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！
第14题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！
第15题（Ｄ）（空）0 分你没有回答这题！
第16题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！
第17题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！
第18题（Ａ）（空）0 分你没有回答这题！
第19题（Ｃ）（空）0 分你没有回答这题！
第20题（Ｄ）（Ｂ）0 分知识点直线运动中的牛顿定律
第1题(10分)
(0024) 一光滑的内表面半径为１０ｃｍ的半球形碗，以匀角速度 绕其对称轴ＯＣ
旋转．已知放在碗内表面上的一个小球Ｐ相对于碗静止，其位置高于碗底４ｃｍ，则由此可推知碗旋转的角速度约为
（Ａ）13ｒａｄ／ｓ．（Ｂ）17ｒａｄ／ｓ．
（Ｃ）10ｒａｄ／ｓ．（Ｄ）18ｒａｄ／ｓ．
ＡＢＣＤＥ
第2题(10分)
(0034) 光滑的水平面上叠放着物体Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ和Ｍ，如图所示．Ａ与Ｂ
之间的静摩擦系数为μ，若对物体Ｂ施以水平推力Ｆ，欲使Ａ与Ｂ一起运动，则Ｆ应满足
（Ａ）０＜Ｆ≤（ｍ＋Ｍ）ｇ．（Ｂ）０＜Ｆ≤（μｍ＋Ｍ）ｇ．
（Ｃ）０＜Ｆ≤（Ｍ＋ｍ）μｇ．（Ｄ）０＜Ｆ≤（ｍ＋μＭ）ｇ．
ＡＢＣＤＥ
第3题(10分)
(0038) 质量为ｍ的小球，放在光滑的木板和光滑的墙壁之间，并保持平衡．设木
板和墙壁之间的夹角为α，当α增大时，小球对木板的压力将
（Ａ）增加．
（Ｂ）减少．
（Ｃ）不变．
（Ｄ）先是增加，后又减小．压力增减的分界角为α＝45°．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第4题(10分)
(0042) 两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于
静止状态，如图所示．将绳子剪断的瞬间，球１和球２的加速度分别为 （Ａ）ａ1＝ｇ，ａ2＝ｇ． （Ｂ）ａ1＝０，ａ2＝ｇ． （Ｃ）ａ1＝ｇ，ａ2＝０． （Ｄ）ａ1＝２ｇ，ａ2＝０．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第5题(10分)
(0048) 水平地面上放一物体Ａ，它与地面间的滑动摩擦系数为μ．现加一恒力F 如
图所示．欲使物体Ａ有最大加速度，则恒力F
与水平方向夹角θ应满足
（Ａ）ｓｉｎθ＝μ． （Ｂ）ｃｏｓθ＝μ． （Ｃ）ｔｇθ＝μ． （Ｄ）ｃｔｇθ＝μ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第6题(10分)
(0094) 如图所示，假设物体沿着铅直面上圆弧形轨道下滑，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．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第7题(10分)
(0335) 质量分别为m
A 和m
B 的两滑块Ａ和Ｂ通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为μ，系统在水平拉力Ｆ作用下匀速运动，如图所示．如突然撤消拉力，则刚撤消后瞬间，二者的加速度a A 和a B 分别为 （Ａ）0,0==B A a a ． （Ｂ）0,0<>B A a a ． （Ｃ）0,0>
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第8题(10分)
(0338) 质量为ｍ的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用．比例系数为k ，k 为正常数．该下落物体的收尾速度（即最后物体作匀
（Ｂ）k g
2．
（Ｃ）gk ． （Ｄ）
gk ．
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第9题(10分)
(0341) 质量分别为m 和M 的滑块Ａ和Ｂ，叠放在光滑水平桌面上，如图所示．Ａ、Ｂ间静摩擦系数为μs ，滑动摩擦系数为μK ，系统原处于静止．今有一水平力作用于Ａ上，要使Ａ、Ｂ不发生相对滑动，则应有
mg F S μ≤
（Ｃ）g M m F S ）（
+≤μ．
（Ｄ）
M m M mg
F K +≤μ
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
第10题(10分)
(0342) 质量分别为ｍ和Ｍ的滑块Ａ和Ｂ，叠放在光滑水平面上，如图Ａ、Ｂ间的静摩擦系数为μs ，滑动摩擦系数为μK ，系统原先处于静止状态．今将水平力Ｆ作用于Ｂ上，要使Ａ、Ｂ间不发生相对滑动，应有
（Ａ）mg F S μ≤． （Ｂ）
mg
M
m
F S )1(+≤μ．
（Ｃ）g M m F S )(+≤μ．
（Ｄ）
M M
m mg
F K +≤μ
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
大学物理习题答案--第一章
第一章作业解 1-7液滴法是测定液体表面张力系数的一种简易方法。将质量为m 的待测液体吸入移液管，然后让液体缓缓从移液管下端滴出。可以证明 d n mg πγ= 其中，n 为移液管中液体全部滴尽时的总滴数，d 为液滴从管口落下时断口的直径。请证明这个关系。 证：当液滴即将滴下的一刻，其受到的重力与其颈部上方液体给予的张力平衡 F g m =' d r L F πγπγγ===2 n m m = '， d n m πγ= 得证：d n mg πγ= 1-8 在20 km 2的湖面上下了一场50 mm 的大雨，雨滴半径为1.0 mm 。设温度不变，雨水在此温度下的表面张力系数为7.3?10-2N ?m -1。求释放的能量。 解：由 S E ?=?γ 雨滴落在湖面上形成厚为50 mm 的水层，表面积就为湖面面积，比所有落下雨滴的表面积和小，则释放的表面能为： )4(2 S r n E -?=?πγ 其中，3 43 r Sh n π= 为落下的雨滴数，r 为雨滴半径 J r h S E 8 3 3 6 2 1018.2)110 0.110503( 102010 3.7)13( ?=-???????=-=?---γ 1-9假定树木的木质部导管为均匀的圆柱形导管，树液完全依靠毛细现象在导管内上升，接触角为45°，树液的表面张力系数1 2 10 0.5--??=m N γ。问要使树液到达树木的顶部，高 为20 m 的树木所需木质部导管的最大半径为多少？ 解：由朱伦公式：gr h ρθ γcos 2= 则：cm gh r 5 3 2 10 6.320 8.91012 /210 0.52cos 2--?=??????= = ρθ γ 1-10图1-62是应用虹吸现象从水库引水的示意图。已知虹吸管粗细均匀，其最高点B 比水库水面高出m h 0.31=，管口Ｃ又比水库水面低m h 0.52=，求虹吸管内的流速及Ｂ点处的
大学物理习题答案第二章
[习题解答] 2-1 处于一斜面上的物体，在沿斜面方向的力F作用下，向上滑动。已知斜面长为5.6m，顶端的高度为3.2m，F的大小为100N，物体的质量为12kg，物体沿斜面向上滑动的距离为4.0 m，物体与斜面之间的摩擦系数为0.24。求物体在滑动过程中，力F、摩擦力、重力和斜面对物体支撑力各作了多少功？这些力的合力作了多少功？将这些力所作功的代数和与这些力的合力所作的功进行比较，可以得到什么结论？ 解物体受力情形如图2-3所示。力F所作的功 ； 摩擦力 图2-3 , 摩擦力所作的功 ； 重力所作的功 ; 支撑力N与物体的位移相垂直，不作功，即 ； 这些功的代数和为 .
物体所受合力为 , 合力的功为 . 这表明，物体所受诸力的合力所作的功必定等于各分力所作功的代数和。 2-3物体在一机械手的推动下沿水平地面作匀加速运动，加速度为0.49 m s 2 。若动力机械的功率有50%用于克服摩擦力，有50%用于增加速度，求物体与地面的摩擦系数。 解设机械手的推力为F沿水平方向，地面对物体的摩擦力为f，在这些力的作用下物体的加速度为a，根据牛顿第二定律，在水平方向上可以列出下面的方程式 , 在上式两边同乘以v，得 , 上式左边第一项是推力的功率()。按题意，推力的功率P是摩擦力功率fv的二倍，于是有 . 由上式得 ,
又有 , 故可解得 . 2-4有一斜面长5.0 m、顶端高3.0 m，今有一机械手将一个质量为1000 kg的物体以匀速从斜面底部推到顶部，如果机械手推动物体的方向与斜面成30，斜面与物体的摩擦系数为0.20，求机械手的推力和它对物体所作的功。 解物体受力情况如图2-4所示。取x轴沿斜面向上，y轴垂直于斜面向上。可以列出下面的方程 ,(1) ,(2) . (3) 根据已知条件 , . 由式(2)得 图2-4 . 将上式代入式(3)，得
大学物理第二章习题及答案知识讲解
第二章 牛顿运动定律 一、选择题 1.下列说法中哪一个是正确的？（ ） （A ）合力一定大于分力 （B ）物体速率不变，所受合外力为零 （C ）速率很大的物体，运动状态不易改变 （D ）质量越大的物体，运动状态越不易改变 2.用细绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时（ ） （A ）将受到重力，绳的拉力和向心力的作用 （B ）将受到重力，绳的拉力和离心力的作用 （C ）绳子的拉力可能为零 （D ）小球可能处于受力平衡状态 3.水平的公路转弯处的轨道半径为R ，汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ，要使汽车不致于发生侧向打滑，汽车在该处的行驶速率（ ） （A ）不得小于gR μ （B ）不得大于gR μ （C ）必须等于 gR μ2 （D ）必须大于 gR μ3 4.一个沿x 轴正方向运动的质点，速率为51 s m -?，在0=x 到m 10=x 间受到一个如图所示的y 方向的力的作用，设物体的质量为1. 0kg ，则它到达m 10=x 处的速率为（ ） （A ）551s m -? （B ）1751 s m -? （C ）251s m -? （D ）751 s m -? 5.质量为m 的物体放在升降机底板上，物体与底板的摩擦因数为μ，当升降机以加速度a 上升时，欲拉动m 的水平力至少为多大（ ） （A ）mg （B ）mg μ（C ）)(a g m +μ （D ）)(a g m -μ 6 物体质量为m ，水平面的滑动摩擦因数为μ，今在力F 作用下物体向右方运动，如下图所示，欲使物体具有最大的加速度值，则力F 与水平方向的夹角θ应满足（ ） （A ）1cos =θ （B ）1sin =θ
大学物理2-1第二章(质点动力学)习题答案
习 题 二 2-1 质量为m 的子弹以速率0v 水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为k ，忽略子弹的重力，求：(1)子弹射入沙土后，速度大小随时间的变化关系； (2)子弹射入沙土的最大深度。 [解] 设任意时刻子弹的速度为v ，子弹进入沙土的最大深度为s ，由题意知，子弹所受的阻力 f = - kv (1) 由牛顿第二定律 t v m ma f d d == 即 t v m kv d d ==- 所以 t m k v v d d - = 对等式两边积分 ??- =t v v t m k v v 0d d 0 得 t m k v v - =0 ln 因此 t m k e v v - =0 (2) 由牛顿第二定律 x v mv t x x v m t v m ma f d d d d d d d d ==== 即 x v mv kv d d =- 所以 v x m k d d =- 对上式两边积分 ??= -0 d d v s v x m k 得到 0v s m k -=- 即 k mv s 0= 2-2 质量为m 的小球，在水中受到的浮力为F ，当它从静止开始沉降时，受到水的粘滞阻力为f ＝kv (k 为常数)。若从沉降开始计时，试证明小球在水中竖直沉降的速率v 与时间的关系为 ??? ? ? ?--= -m kt e k F mg v 1 [证明] 任意时刻t 小球的受力如图所示，取向下为y 轴的正方向，开始沉降处为坐标原点。由牛顿第二定律得 t v m ma f F mg d d ==--
即 t v m ma kv F mg d d ==-- 整理得 m t kv F mg v d d = -- 对上式两边积分 ??= --t v m t kv F mg v 00 d d 得 m kt F mg kv F mg - =---ln 即 ??? ? ??--= -m kt e k F mg v 1 2-3 跳伞运动员与装备的质量共为m ，从伞塔上跳出后立即张伞，受空气的阻力与速率的平方成正比，即2kv F =。求跳伞员的运动速率v 随时间t 变化的规律和极限速率T v 。 [解] 设运动员在任一时刻的速率为v ，极限速率为T v ，当运动员受的空气阻力等于运动员及装备的重力时，速率达到极限。 此时 2 T kv mg = 即 k mg v = T 有牛顿第二定律 t v m kv mg d d 2=- 整理得 m t kv mg v d d 2 = - 对上式两边积分 m g k m t kv mg v t v 21 d d 0 2 ??= - 得 m t v k mg v k mg =+ -ln 整理得 T 22221 11 1v e e k mg e e v kg m t kg m t kg m t kg m t +-= +-=
大学物理第2章-质点动力学习题(含解答)
大学物理第2章-质点动力学习题(含解答)
2 第2章质点动力学习题解答 2-1 如图所示，电梯作加速度大小为a 运动。物体质量为m ，弹簧的弹性系数为k ，?求图示三种情况下物体所受的电梯支持力（图a 、b ）及电梯所受的弹簧对其拉力（图c ）。 解：（a ）ma mg N =- )(a g m N += （b ）ma N mg =- )(a g m N -= （c ）ma mg F =- )(a g m F += 2-2 如图所示，质量为10kg 物体，?所受拉力为变力21 32 +=t F （SI ），0=t 时物体静止。该物 体与地面的静摩擦系数为 20 .0=s μ，滑动摩擦系数为10.0=μ， 取10=g m/s 2，求1=t s 时，物体的速度和加速度。 解：最大静摩擦力) (20max N mg f s ==μ max f F >，0=t 时物体开始运动。
3 ma mg F =-μ，1 .13.02 +=-=t m mg F a μ 1 =t s 时，)/(4.12 s m a = dt dv a = Θ，adt dv =，??+=t v dt t dv 0 2 1.13.0 t t v 1.11.03+= 1 =t s 时，)/(2.1s m v = 2-3 一质点质量为2.0kg ，在Oxy 平面内运动， ?其所受合力j t i t F ρ ρρ232 +=（SI ），0=t 时，速度j v ρ ρ 20 =（SI ），位矢i r ρρ 20=。求：（1）1=t s 时，质点加速 度的大小及方向；（2）1=t s 时质点的速度和位 矢。 解：j t i t m F a ρρρ ρ+==22 3 22 3t a x = ，00=x v ，2 =x ?? =t v x dt t dv x 020 2 3 ， 2 3 t v x = ?? ?==t x t x dt t dt v dx 03 2 02， 2 84 +=t x t a y =，2 0=y v ，0 =y ?? =t v y tdt dv y 2 ， 2 2 2 +=t v y
大学物理第二章习题及答案
大学物理第二章习题及 答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第二章 牛顿运动定律 一、选择题 1.下列说法中哪一个是正确的（ ） （A ）合力一定大于分力 （B ）物体速率不变，所受合外力为零 （C ）速率很大的物体，运动状态不易改变 （D ）质量越大的物体，运动状态越不易改变 2.用细绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时（ ） （A ）将受到重力，绳的拉力和向心力的作用 （B ）将受到重力，绳的拉力和离心力的作用 （C ）绳子的拉力可能为零 （D ）小球可能处于受力平衡状态 3.水平的公路转弯处的轨道半径为R ，汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ，要使汽车不致于发生侧向打滑，汽车在该处的行驶速率（ ） （A ）不得小于gR μ （B ）不得大于gR μ （C ）必须等于 gR μ2 （D ）必须大于 gR μ3 4.一个沿x 轴正方向运动的质点，速率为51 s m -?，在0=x 到m 10=x 间受到一个如图所示的y 方向的力的作用，设物体的质量为1. 0kg ，则它到达m 10=x 处的速率为（ ） （A ）551s m -? （B ）1751 s m -? （C ）251s m -? （D ）751 s m -? 5.质量为m 的物体放在升降机底板上，物体与底板的摩擦因数为μ，当升降机以加速度a 上升时，欲拉动m 的水平力至少为多大（ ） （A ）mg （B ）mg μ（C ）)(a g m +μ （D ）)(a g m -μ
6 物体质量为m ，水平面的滑动摩擦因数为μ，今在力F 作用下物体向右方运动，如下图所示，欲使物体具有最大的加速度值，则力F 与水平方向的夹角θ应满足（ ） （A ）1cos =θ （B ）1sin =θ （C ）μθ=tg （D ）μθ=ctg 二、简答题 1.什么是惯性系什么是非惯性系 2.写出任一力学量Q 的量纲式，并分别表示出速度、加速度、力和动量的量纲式。 三、计算题 2.1质量为10kg 的物体，放在水平桌面上，原为静止。先以力F 推该物体，该力的大小为20N ，方向与水平成?37角，如图所示，已知物体与桌面之前的滑动摩擦因数为 0.1，求物体的加速度。 2.2质量M=2kg 的物体，放在斜面上，斜面与物体之间的滑动摩擦因数 2.0=μ，斜面仰角?=30α，如图所示，今以大小为19.6N 的水平力F 作用于m ， 求物体的加速度。 题2.2
大学物理答案第10章
第十章 静电场中的导体与电介质 10－1 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ） （A ） 升高 （B ） 降低 （C ） 不会发生变化 （D ） 无法确定 分析与解 不带电的导体B 相对无穷远处为零电势.由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近时，在导体B 的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A ）. 10－2 将一带负电的物体M 靠近一不带电的导体N ，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷.若将导体N 的左端接地（如图所示），则（ ） （A ） N 上的负电荷入地 （B ）N 上的正电荷入地 （C ） N 上的所有电荷入地 （D ）N 上所有的感应电荷入地 题 10-2 图 分析与解 导体N 接地表明导体N 为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N 在哪一端接地无关.因而正确答案为（A ）. 10－3 如图所示将一个电量为q 的点电荷放在一个半径为R 的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d ，参见附图.设无穷远处为零电势，则在导体球球心O 点有（ ） （A ）d εq V E 0π4,0= = （B ）d εq V d εq E 02 0π4,π4== （C ）0,0==V E （D ）R εq V d εq E 020π4,π4= = 题 10-3 图
分析与解 达到静电平衡时导体内处处各点电场强度为零.点电荷q 在导 体球表面感应等量异号的感应电荷±q′，导体球表面的感应电荷±q′在球心O 点激发的电势为零，O 点的电势等于点电荷q 在该处激发的电势.因而正确答案为（A ）. 10－4 根据电介质中的高斯定理，在电介质中电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于这个曲面所包围自由电荷的代数和.下列推论正确的是( ) （A ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内一定没有自由电荷 （B ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内电荷的代数和一定等于零 （C ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分不等于零，曲面内一定有极化电荷 （D ） 介质中的高斯定律表明电位移矢量仅仅与自由电荷的分布有关 （E ） 介质中的电位移矢量与自由电荷和极化电荷的分布有关 分析与解 电位移矢量沿任意一个闭合曲面的通量积分等于零，表明曲面 内自由电荷的代数和等于零；由于电介质会改变自由电荷的空间分布，介质中的电位移矢量与自由电荷与位移电荷的分布有关.因而正确答案为（E ）. 10－5 对于各向同性的均匀电介质，下列概念正确的是（ ） （A ） 电介质充满整个电场并且自由电荷的分布不发生变化时，电介质中的电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度的1/εｒ倍 （B ） 电介质中的电场强度一定等于没有介质时该点电场强度的1/εｒ倍 （C ） 在电介质充满整个电场时，电介质中的电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度的1/εｒ倍 （D ） 电介质中的电场强度一定等于没有介质时该点电场强度的εｒ倍 分析与解 电介质中的电场由自由电荷激发的电场与极化电荷激发的电场迭加而成，由于极化电荷可能会改变电场中导体表面自由电荷的分布，由电介质中的高斯定理，仅当电介质充满整个电场并且自由电荷的分布不发生变化时，在电介质中任意高斯面S 有 ()∑??=?=?+i i S S ε χq 0 1 d d 1S E S E 即E ＝E ０/εｒ，因而正确答案为（A ）. 10－6 不带电的导体球A 含有两个球形空腔，两空腔中心分别有一点电荷q b 、q c ，导体球外距导体球较远的r 处还有一个点电荷q d （如图所示）.试求点电荷q b 、q c 、q d 各受多大的电场力.
大学物理习题答案--第二章
第2章作业解 2-2 目前，真空设备内部的压强可达Pa 10 1001.1-?，在此压强下温度为C ?27时，31m 体 积中有多少个气体分子？ 解：将气体看做理想气体，由压强公式：nkT p = 则： 31023 10 1044.2) 27327(1038.11001.1---?=+??==m KT p n 2-3 一个容器内储有氧气，其压强为Pa 5 1001.1?，温度为C ?27，计算：（1）气体分子数密度；（2）氧气的密度；（3）分子平均平动动能。 解：（1）由nkT p =，则：3 2523 51044.2300 1038.11001.1--?=???==m kT p n （2）由T V R M V T V R M m p RT M m pV ρ== = , 则：氧气的密度：33 530.1300 31.810321001.1--?=????==m kg RT pM ρ （3）分子平均平动动能：J kT k 21231021.63001038.12 3 23--?=???==ε 2-4 kg 2 100.2-?的氢气装在3 3 100.4m -?的容器内，当容器内的压强为Pa 5 109.3?时， 氢气分子的平均平动动能为多大？已知氢气的摩尔质量为1 3 102-??mol kg 。 解：由：RT M m pV = ，得：M mR pV T /= 则氢气分子的平均平动动能为： m N pVM m pVM R k kT A 232323= = J 172 24335109.310 0.21002.6102100.4109.323---?=?????????= 2-5 某些恒星的温度可达到K 8 100.1?，这是发生聚变反应（也称热核反应）所需的温度。在此温度下的恒星可视为由质子组成。试求（1）质子的平均动能；（2）质子的方均根速率（提示：大量质子可视为由质点组成的理想气体，质子的摩尔质量为)1011 3 --??mol kg 。 解：可将质子气看做是单原子气体，其自由度3=i ，则：
大学物理答案第17章
大学物理答案第17章
17－3 有一单缝，缝宽为0.1mm ，在缝后放一焦距为50cm 的汇聚透镜，用波长为546.1nm 的平行光垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处屏上中央明纹的宽度。 解：单缝衍射中央明条纹的宽度为 a f x λ 2=? 代入数据得 mm x 461.510 1.0101.54610 5023 9 2 =????=?--- 17－4 用波长为632.8nm 的激光垂直照射单缝时，其夫琅禾费衍射图样第一极小与单缝法线的夹角为50，试求该缝宽。 解：单缝衍射极小的条件 λθk a =sin 依题意有 m a μλ 26.70872 .0108.6325sin 9 =?==- 17－5 波长为20m 的海面波垂直进入宽50m 的港口。在港内海面上衍射波的中央波束的角宽是多少？ 解：单缝衍射极小条件为 λθk a =sin
依题意有 011 5.234.0sin 5 2 sin 20sin 50===→=--θθ 中央波束的角宽为0 475 .2322=?=θ 17－6 一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第3级明纹位置恰与波长为600nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第2级明纹位置重合，试求该单色光的波长。 解：单缝衍射明纹条件为 2 ) 12(sin λ θ+=k a 依题意有 2)122(2)132(2 1λλ+?=+? 代入数据得 nm 6.4287 60057521=?== λλ 17－7 用肉眼观察星体时，星光通过瞳孔的衍射在视网膜上形成一个亮斑。 （1）瞳孔最大直径为7.0mm ，入射光波长为550nm 。星体在视网膜上像的角宽度多大？ （2）瞳孔到视网膜的距离为23mm 。视网膜上星体的像的直径多大？ （3）视网膜中央小凹（直径0.25mm ）中的柱状感光细胞每平方毫米约1.5×105个。星体的像照亮了几个这样的细胞？
大学物理习题精选-答案解析-第2章质点动力学
质点动力学习题答案 2-1一个质量为P 的质点，在光滑的固定斜面（倾角为α）上以初速度0v 运动，0v 的方向 与斜面底边的水平线AB 平行，如图所示，求这质点的运动轨道. 解: 物体置于斜面上受到重力mg ，斜面支持力N .建立坐标：取0v 方向为X 轴，平行 斜面与X 轴垂直方向为Y 轴.如图2-1. 图2-1 X 方向： 0=x F t v x 0= ① Y 方向： y y ma mg F ==αsin ② 0=t 时 0=y 0=y v 2sin 2 1 t g y α= 由①、②式消去t ，得 22 sin 21 x g v y ?= α 2-2 质量为m 的物体被竖直上抛，初速度为0v ，物体受到的空气阻力数值为f KV =，K 为 常数.求物体升高到最高点时所用时间及上升的最大高度. 解：⑴研究对象：m ⑵受力分析：m 受两个力，重力P 及空气阻力f ⑶牛顿第二定律： 合力：f P F += a m f P =+ y 分量：dt dV m KV mg =-- dt KV mg mdV -=+? 即 dt m KV mg dV 1 -=+ ??-=+t v v dt m KV mg dV 01
dt m KV mg KV mg K 1ln 10-=++ )(0KV mg e KV mg t m K +?=+- mg K e KV mg K V t m K 1 )(10-+=?- ① 0=V 时，物体达到了最高点，可有0t 为 )1ln(ln 000mg KV K m mg KV mg K m t +=+= ② ∵ dt dy V = ∴ Vdt dy = dt mg K e KV mg K Vdt dy t t m K t y ??? ?? ????-+==-0000 1)(1 mgt K e KV mg K m y t m K 11)(02-??????-+-=- 021 ()1K t m m mg KV e mgt K K -+--??=???? ③ 0t t = 时，max y y =， )1ln(11)(0)1ln(02max 0mg KV K m mg K e KV mg K m y mg KV K m m K + ?-????????-+=+?- )1ln(1 1)(0 22 02mg KV g K m mg KV mg KV mg K m +-?? ??? ? ?????? +-+= )1ln()(022 0002mg KV g K m KV mg KV KV mg K m +-++= )1ln(0 220mg KV g K m K mV +-= 2-3 一条质量为m ，长为l 的匀质链条，放在一光滑的水平桌面，链子的一端由极小的一 段长度被推出桌子边缘，在重力作用下开始下落，试求链条刚刚离开桌面时的速度.
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第17章量子物理基础 17.1根据玻尔理论，计算氢原子在斤=5的轨道上的动量矩与其在第一激发态轨道上的动量矩之比. ［解答］玻尔的轨道角动量量子化假设认为电子绕核动转的轨道角动量为 L =mvr =n — N2TC , 对于第一激发态，n = 2,所以 厶仏2 = 5/2? 17.2设有原子核外的3p态电子，试列出其可能性的四个量子数. ［解答］对于3p态电子,主量子数为n = 3, 角量子数为/=1, 磁量子数为mi = - 1), I -1, 自旋量子数为m s = ±1/2. 3p态电子的四个可能的量子数(斤丿,叫叫)为 (3，1 丄1/2), (3,1,1,? 1/2), (3丄0，1/2), (3,1,0,-1/2)，(3,1,?1，1/2), (3,1,-1,-1 ⑵. 17.3实验表明，黑体辐射实验曲线的峰值波长九和黑体温度的乘积为一常数，即入』=b = 2.897xl(y3m?K?实验测得太阳辐射波谱的峰 值波长九= 510nm,设太阳可近似看作黑体，试估算太阳表面的温度.
［解答］太阳表面的温度大约为 T_ b _ 2.897X10-3 ~ 510x10—9 =5680(K)? 17.4实验表明，黑体辐射曲线和水平坐标轴所围成的面积M (即单位时间内从黑体单位表面上辐射出去的电磁波总能量，称总辐射度) 与温度的4次方成正比，即必=〃,其中^=5.67xl0-8W m_2 K-4.试由此估算太阳单位表面积的辐射功率(太阳表面温度可参见上题). ［解答］太阳单位表面积的辐射功率大约为 A/=5.67xl0-8x(5680)4 = 5.9xl07(W-m-2)? 17.5宇宙大爆炸遗留在宇宙空间的均匀背景辐射相当于3K黑体辐射.求： (1)此辐射的单色辐射强度在什么波长下有极大值？ (2)地球表面接收此辐射的功率是多少？ ［解答］(1)根据公式UT=b,可得辐射的极值波长为 九=b/T= 2.897X10_3/3 = 9.66x104(m). (2)地球的半径约为7? = 6.371x10%, 表面积为 5 = 47T T?2. 根据公式：黑体表面在单位时间，单位面积上辐射的能量为M = al4, 因此地球表面接收此辐射的功率是 P = MS= 5.67x 1 (T8x34x4 兀(6.371 x 106)2
大学物理第二章练习答案
第二章 运动的守恒量和守恒定律 练 习 一 一. 选择题 1. 关于质心，有以下几种说法，你认为正确的应该是（ C ） (A ) 质心与重心总是重合的； (B ) 任何物体的质心都在该物体内部； (C ) 物体一定有质心，但不一定有重心； (D ) 质心是质量集中之处，质心处一定有质量分布。 2. 任何一个质点系，其质心的运动只决定于（ D ） (A )该质点系所受到的内力和外力； (B) 该质点系所受到的外力； (C) 该质点系所受到的内力及初始条件； (D) 该质点系所受到的外力及初始条件。 3.从一个质量均匀分布的半径为R 的圆盘中挖出一个半径为2R 的小圆盘，两圆盘中心的距离恰好也为2R 。如以两圆盘中心的连线为x 轴，以大圆盘中心为坐标原点，则该圆盘质心位置的x 坐标应为（ B ） (A ) R 4； (B) R 6; (C) R 8； (D R 12 。 4. 质量为10 kg 的物体，开始的速度为2m/s ，由于受到外力作用，经一段时间后速度变为6 m/s ，而且方向转过90度，则该物体在此段时间内受到的冲量大小为 （ B ） (A )s N ?820； (B) s N ?1020； (C) s N ?620； (D) s N ?520。 二、 填空题 1. 有一人造地球卫星，质量为m ，在地球表面上空2倍于地球半径R 的高度沿圆轨道运行，用m 、R 、引力常数G 和地球的质量M 表示，则卫星的动量大小为R GM m 3。 2．三艘质量相等的小船在水平湖面上鱼贯而行，速度均等于0v ，如果从中间小船上同时以相对于地球的速度v 将两个质量均为m 的物体分别抛到前后两船上，设速度v 和0v 的方向在同一直线上，问中间小船在抛出物体前后的速度大小有什么变化:大小不变。 3. 如图1所示，两块并排的木块A 和B ，质量分别为m 1和m 2，静止地放在光滑的水平面上，一子弹水平地穿过两木块。设子弹穿过两木块所用的时间分别为?t 1和?t 2，木块对子弹的阻力为恒力F ，则子弹穿出后，木块A 的速度大小为 1A B F t m m ??+，木块 B 的速度大小为12F t A B B F t m m m ????++。 三、计算题 1. 一质量为m 、半径为R 的薄半圆盘，设质量均匀分布，试求薄半圆盘的质心位置。 图1
大学物理答案第17章
17－2一单缝用波长为λ1和λ2的光照明，若λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射极小重合。问 （1）这两种波长的关系如何？ （2）所形成的衍射图样中是否还有其它极小重合？ 解：（1）单缝衍射极小条件为 λθk a =sin 依题意有 212λλ= （2）依题意有 11sin λθk a = 22sin λθk a = 因为212λλ=，所以得所形成的衍射图样中还有其它极小重合的条件为 212k k = 17－3 有一单缝，缝宽为0.1mm ，在缝后放一焦距为50cm 的汇聚透镜，用波长为546.1nm 的平行光垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处屏上中央明纹的宽度。 解：单缝衍射中央明条纹的宽度为 a f x λ 2=? 代入数据得 mm x 461.510 1.0101.54610 5023 9 2 =????=?--- 17－4 用波长为632.8nm 的激光垂直照射单缝时，其夫琅禾费衍射图样第一极小与单缝法线的夹角为50，试求该缝宽。 解：单缝衍射极小的条件 λθk a =sin 依题意有 m a μλ 26.70872 .0108.6325sin 9 0=?==- 17－5 波长为20m 的海面波垂直进入宽50m 的港口。在港内海面上衍射波的中央波束的角 宽是多少？ 解：单缝衍射极小条件为 λθk a =sin 依题意有 011 5.234.0sin 5 2 sin 20sin 50===→=--θθ 中央波束的角宽为0 475.2322=?=θ
17－6 一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第3级明纹位置恰与波长为600nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第2级明纹位置重合，试求该单色光的波长。 解：单缝衍射明纹条件为 2 ) 12(sin λ θ+=k a 依题意有 2)122(2)132(2 1λλ+?=+? 代入数据得 nm 6.4287 60057521=?== λλ 17－7 用肉眼观察星体时，星光通过瞳孔的衍射在视网膜上形成一个亮斑。 （1）瞳孔最大直径为7.0mm ，入射光波长为550nm 。星体在视网膜上像的角宽度多大？ （2）瞳孔到视网膜的距离为23mm 。视网膜上星体的像的直径多大？ （3）视网膜中央小凹（直径0.25mm ）中的柱状感光细胞每平方毫米约1.5×105个。星体的像照亮了几个这样的细胞？ 解：（1）据爱里斑角宽公式，星体在视网膜上像的角宽度为 rad d 4 3 9109.110 0.71055044.244.22---?=??==λ θ （2）视网膜上星体的像的直径为 mm l d 34104.423109.1 2--?=??==θ （3）细胞数目应为3.2105.14 )104.4(52 3=????= -πn 个 17－8 在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120cm 。试问汽车离人多远的地方，眼睛恰能分 辨这两盏前灯？设夜间人眼瞳孔直径为5.0mm ，入射光波长为550nm.。 解： 38.9101.22l L l L l D L m λδθλ ????==?设两灯距为，人车距为。人眼最小分辨角为， ＝1.22＝D 17－9 据说间谍卫星上的照相机能清楚识别地面上汽车的牌照号码。（1）若被识别的牌照上的字划间的距离为5cm ，在160km 高空的卫星上的照相机的角分辨率应多大？ （2）此照相机的孔径需多大？光的波长按500nm 计算。 解：装置的光路如图所示。 S 15cm S 2 160km D
大学物理练习第二章
班级： 姓名： 学号： Ver 1.0 大学物理练习 第2章 动量守恒定律和能量守恒定律 一、计算题 1. 质量为m 的子弹以速度v 射向一个质量为M 的靶，子弹 水平进入靶洞并打在一个劲度系数为k 的轻弹簧上，靶可以在光滑的水平面上运动，试求弹簧被压缩的最大距离。 2. 一质量为kg 2的物体，在xy 平面内的仅受力j i F 232+=x （SI ）的作用，从原点处由静止出发，运 动到坐标()6,2处，试求： (1) 此过程中力所做的功； (2) 物体在坐标()6,2处的速度大小。 二、填空题 1. 一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为t F 5103 4400×? =，子弹从枪口射出时的速率为300m/s ，假设子弹离开枪口时合力恰好为0，则子弹走完枪筒全长所用的时间=t ；子弹在枪筒中所受力的冲量=I ；子弹的质量=m 。 2. 若x 轴上一质点受到多个力的作用，由0x 运动到1x 处。其中一力为2kx F =（k 为常数） ，则此力做功=W 。 3. 一物体质量为kg 10，受到方向不变的力t F 4030+=（SI ）的作用，在开始的s 2内，此力的冲量大小等于 ；若物体的初速度大小为-1 s m 10?，方向与F 同向，则在s 2末物体的速度大小等于 。 3. 质量为kg 2的由静止开始，从半径为4米的1/4圆弧形斜面顶端滑下，到达斜面底端时的速度为61s m ??，则整个过程摩擦力做功为 。 三、单项选择题 1. 一质量为kg 10的物体在力i f )40120(+=t 作用下，沿x 轴运动。0=t 时，其初速度i 60=v ，则3=t 时，其速度为：（ ）（SI ） (A) i 10 (B) i 66 (C)i 72 (D)i 4 2. 一个不稳定的原子核，其质量为M ，开始时是静止的。当它分裂出一个质量为m ，速率为0v 的粒子后，原子核的其余部分沿相反方向反冲，则反冲速度的大小为：（ ） (A) 0v m M m ? (B) 0v M m (C)0v m m M +(D)0v m M m + 3. 关于能量的说法正确的是：（ ） (A) 能量是矢量 (B) 能量是功的增加量(C) 能量是状态量(D) 能量是过程量
大学物理第二章 质点动力学习题解答
第二章 习题解答 2-17 质量为2kg 的质点的运动学方程为 j t t i t r ?)133(?)16(22+++-=ρ（单位：米，秒）， 求证质点受恒力而运动，并求力的方向大小。 解：∵j i dt r d a ?6?12/22+==ρρ, j i a m F ?12?24+==ρρ 为一与时间无关的恒矢量，∴质点受恒力而运动。 F=(242+122)1/2=125N ，力与x 轴之间夹角为： '34265.0/?===arctg F arctgF x y α 2-18 质量为m 的质点在o-xy 平面内运动，质点的运动学方程为： j t b i t a r ?sin ?cos ωω+=ρ，a,b,ω为正常数，证明作用于质点的合力总指向原点。 证明：∵r j t b i t a dt r d a ρρρ2222)?sin ?cos (/ωωωω-=+-== r m a m F ρ ρρ2ω-==, ∴作用于质点的合力总指向原点。 2-19在图示的装置中两物体的质量各为m 1,m 2，物体之间及物体与桌面间的摩擦系数都为μ，求在力F 的作用下两物体的加速度及绳内张力，不计滑轮和绳的质量及轴承摩擦，绳不可 伸长。 解：以地为参考系，隔离m 1,m 2，受力及运动情况如图示，其中：f 1=μN 1=μm 1g ， f 2=μN 2=μ(N 1+m 2g)=μ(m 1+m 2)g. 在水平方向对两个质点应用牛二定律： ②①a m T g m m g m F a m g m T 221111)(=-+--=-μμμ ①+②可求得：g m m g m F a μμ-+-= 2 112 将a 代入①中，可求得：2 111) 2(m m g m F m T +-= μ 2-20天平左端挂一定滑轮，一轻绳跨过定滑轮，绳的两端分别系上质量为m 1,m 2 的物体（m 1≠m 2）,天平右端的托盘上放有砝码. 问天平托盘和砝码共重若干，天平才能保持平衡？不计滑轮和绳的质量及轴承摩擦，绳不伸长。 解：隔离m 1,m 2及定滑轮，受力及运动情况如图示，应用牛顿第二定律： f 1 N 1 m 1 g T a F N 2 m 2g T a N 1 f 1 f 2 T' a T' a
大学物理习题答案第一章
[习题解答] 1-3 如题1-3图所示，汽车从A地出发，向北行驶60km到达B地，然后向东行驶60km到达C 地，最后向东北行驶50km到达D地。求汽车行驶的总路程和总位移。 解汽车行驶的总路程为 ； 汽车的总位移的大小为 r = 位移的方向沿东北方向，与方向一致。 1-4 现有一矢量R是时间t的函数，问与在一般情况下是否相等为什么 解与在一般情况下是不相等的。因为前者是对矢量R的绝对值(大小或长度)求导，表示矢量R的大小随时间的变化率；而后者是对矢量R的大小和方向两者同时求导，再取绝对值，表示矢量R大小随时间的变化和矢量R方向随时间的变化两部分的绝对值。如果矢量R方向不变只是大小变化，那么这两个表示式是相等的。 1-5 一质点沿直线L运动，其位置与时间的关系为r = 6t 2 2t 3 ，r和t的单位分别是m 和s。求： (1)第二秒内的平均速度； (2)第三秒末和第四秒末的速度； (3)第三秒末和第四秒末的加速度。
解取直线L的正方向为x轴，以下所求得的速度和加速度，若为正值，表示该速度或加速度沿x轴的正方向，若为负值表示，该速度或加速度沿x轴的反方向。 (1)第二秒内的平均速度 m s1； (2)第三秒末的速度 因为，将t = 3 s 代入，就求得第三秒末的速度，为 v3 = 18 m s1； 用同样的方法可以求得第四秒末的速度，为 v4 = 48 m s1； (3)第三秒末的加速度 因为，将t = 3 s 代入，就求得第三秒末的加速度，为 a3 = 24 m s2； 用同样的方法可以求得第四秒末的加速度，为 v4 = 36 m s2 . 1-6 一质点作直线运动，速度和加速度的大小分别为和，试证明： (1) v d v = a d s； (2)当a为常量时，式v 2 = v02 + 2a (s s0 )成立。
大学物理第二章习题及答案
1. 一质量为m 的质点在保守力的作用下沿x 方向运动，其势 能为：)x b (ax E P -=2 ，其中b a 、均为大于零的常数。 （1）试求质点所受力的表达式； （2）确定平衡位置，并讨论平衡位置的稳定性。 （3）若质点从原点0=x 处以0v 开始运动，试问，0v 在什么范围内质点不可能到达无穷远？ 解答： （1）()()2 32P dE d F ax b x ax x b dx dx ??=-=--=-??。 （2）平衡位置处：2 320P dE ax abx dx =-+=， 解得：0x =，或23x b =。且2262P d E ax ab dx =-+ 0=x 时， 20 2 20P x d E ab dx ==>，稳定平衡，此时min 0P E = 23x b =时，22 2 3 20P x b d E ab dx ==-<，非稳定平衡，此时3 max 427 P E ab = （3）系统机械能守恒：20012 k p E mv E E E ===+ 若质点不能达到无限远，则230 max 14227 P mv E ab <= 解得：0v ≤ 。即当0v ≤ 时，质点不可能到达无穷远。
2. 一块长为l ，质量为M 的木板静置于光滑的水平桌面上，在板的左端有一质量为m 的小物体（大小可忽略）以0v 的初速度相对板向右滑动，当它滑至板的右端时相对板静止。试求： （1）物体与板之间的摩擦系数； （2）在此过程中板的位移。 解答：以水平桌面为参照系，以板和小物体组成的系统为研究对象， （1）在运动过程中，所受合外力为零，系统动量守恒： v M m mv )(0+= 对系统应用功能原理：()22011mg 2 2 l m M v mv μ-=+- 联立可得：()2 2Mv m M gl μ=+，M m m v v += 0。 （2）以水平桌面为参照系，以板为研究对象，设板的位移为S ， 运用动能定理：02 1 2-= Mv mgS μ 由上一问得：M m m v v += ，()l g M m 2Mv 20 += μ，
《大学物理学》第二章刚体力学基础自学练习题
第二章 刚体力学基础 自学练习题 一、选择题 4-1．有两个力作用在有固定转轴的刚体上： （1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零； （2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零； （3）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零； （4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零； 对上述说法，下述判断正确的是：（ ） （A ）只有（1）是正确的； （B ）（1）、（2）正确，（3）、（4）错误； （C ）（1）、（2）、（3）都正确，（4）错误； （D ）（1）、（2）、（3）、（4）都正确。 【提示：（1）如门的重力不能使门转动，平行于轴的力不能提供力矩；（2）垂直于轴的力提供力矩，当两个力提供的力矩大小相等，方向相反时，合力矩就为零】 4-2．关于力矩有以下几种说法： （1）对某个定轴转动刚体而言，内力矩不会改变刚体的角加速度； （2）一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零； （3）质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的运动状态一定相同。 对上述说法，下述判断正确的是：（ ） （A ）只有（2）是正确的； （B ）（1）、（2）是正确的； （C ）（2）、（3）是正确的； （D ）（1）、（2）、（3）都是正确的。 【提示：（1）刚体中相邻质元间的一对内力属于作用力和反作用力，作用点相同，则对同一轴的力矩和为零，因而不影响刚体的角加速度和角动量；（2）见上提示；（3）刚体的转动惯量与刚体的质量和大小形状有关，因而在相同力矩的作用下，它们的运动状态可能不同】 3．一个力(35)F i j N =+作用于某点上，其作用点的矢径为m j i r )34( -=，则该力对坐标原点的力矩为 （ ） （A ）3kN m -?； （B ）29kN m ?； （C ）29kN m -?； （D ）3kN m ?。 【提示：(43)(35)4 30209293 5 i j k M r F i j i j k k k =?=-?+=-=+=】 4-3．均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴 转动，如图所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆