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《大学物理学》力学部分习题及答案

《大学物理学》力学部分习题及答案
《大学物理学》力学部分习题及答案

一、选择题(每题4分,共20分)

1.一物体从某高度以0v 的速度水平抛出,已知落地时的速度为t v

,那么它在水平方向上运动的距离是( C )

(A )0

0t v v v g

-;(B

)02v g

;(C

)0

v g

;(D )00

2t v v v g

-。

2.质点由静止开始以匀角加速度β沿半径为R 作圆周运动,经过多少时间刻此质点的总加速度a 与切向加速度t a 成45 角( B ) (A )

R

β

;(B

(C

)(D )R B 。 3.一辆汽车从静止出发,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 )

(A )汽车的加速度不断减小 (B )汽车的加速度与它的速度成正比

(C )汽车的加速度与它的速度成反比 (D )汽车的加速度是不变的

4.如图所示,子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块后穿出,以地面为参考系,下列说法正确的是 ( A )

(A) 子弹减少的动量转变为木块的动量; (B) 子弹--木块系统的机械能守恒; (C) 子弹动能的减少等于木块的动能增量;

(D) 子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热。 5.一花样滑冰者,开始时两臂伸开,转动惯量为0J ,自转时,其动能为2

00012

E J ω=,然后他将手臂收回,

转动惯量减少至原来的

13

,此时他的角速度变为ω,动能变为E ,则有关系:(D )

(A )03ωω=,0E E =; (B )013

ωω=,03E E =;

(C

)0ω=

,0E E =; (D )03ωω=,03E E =。

二、填空题(每小题4分,共20分)

6. 哈雷慧星绕太阳的轨道是以太阳为一个焦点的椭圆.它离太阳最近的距离是10

18.7510m r =? ,此时

它的速率是41 5.4610m /s υ=? .它离太阳最远时的速率是2

29.0810m /s υ=? ,这时它离太阳的距离是

2r =__121

5.2610m υ=?_________.

7.一个原来静止在光滑水平面上的物体,突然裂成三块,以相同 的速率沿三个方向在水平面上运动,各方向之间的夹角如图所示, 则三块物体的质量之比m 1:m 2:m 3= 1:1:1 。 8.一弹簧原长0.2m ,劲度系数k =100N/m ,其一端固定在半径 为0.2m 的半圆环的端点A ,另一端与一套在半圆环上的小环 相连。在把小环由图中点B 移到点C 的过程中,弹簧的拉力 对小环所做的功为 4J 。

2

m 3

m 1

m 120o

120

o

9.质量为m 的质点,在变力F=F 0 (1-kv )(F 0和k 均为常量)作用下沿ox 轴作直线运动。若已知x =0时,

质点处于坐标原点,速度为v 0。质点速度随时间变化规律为v =

001(1)

kF m

kv e k

--- ,质点

运动学方程为x =

002

(1)(

1)

kF m

kv e t k

k

---

+

10.以一定初速度斜向上抛出一个物体,如果忽略空气阻力,当该物体的速度v

与水平面的夹角为θ 时,它的切向加速度的大小为t a = s i n g θ ,法向加速度的大小为n a = c o s g θ 。 三、计算题(共60分)

1. 一质点在半径为1.0 m 的圆周上运动,其角位置为322t θ=+。(1)求t =

2. 0 s 时质点的法向加速度和切向加速度;(2)当切向加速度的大小恰等于总加速度大小的一半时,θ值为多少?(3)t 为何值时,法向加速度和切向加速度的值相等?

解: 2

d d 6,12d d t t t

t

θωωβ=

=== (1)2s t =时, 2112224m s a R τβ-==??=?,2222

1(62)576m s n a R ω-==??=?

(2) 223n a a a ττ=

?=

43

363

t t t =?=

s

23

θ=+

rad

(3)此时,当加速度方向与半径成ο45角时,有 145tan ==

?n

a a τ

即 βω

R R =2

亦即 22(6)12t t = 则解得 3

13

t s =

2. 质点沿x 轴运动,其受合外力为F =20+502

x i 牛顿,x 的单位为 m. 质点在x =0处,速度为101s m -?,

已知质点的质量为10kg, 试求质点在任何坐标处的速度值. 解: 2

25F dv dv dx dv a x v

m

dt

dx dt

dx

==+==

=

2

3

2

010

51(25)2(100)32

x

v

x dx vdv x x v +=

?+

=

-??

2

/)v m s =

s

3. 设飞机连同驾驶员总质量为2000kg ,飞机以55m /s 的速率在水平跑道上着陆后,驾驶员开始制动,若阻力与时间成正比,比例系数α=800N /s ,空气对飞机的升力不计,求:(1)10s 后飞机的速率;(2)飞机着陆后10s 内滑行的距离。

解:设着陆后阻力为,F t α=-,则

d v t dt

m

α

=-

,有0

v t

v d v t dt m

α

=-??

得2550.2v t =-,再利用

2

02d x v t dt

m

α

=-

,有:2

00

()2x t

d x v t dt m

α

=-

??

得:3

15515

x t t =-。

将10t =代入,有:1035/v m s =;10483x m =。

4. 如图所示,质量为m 、速度为v 的钢球射向质量为M 的靶,靶中心有一小孔,内有劲度系数为k 的弹簧,此靶最初处于静止状态,但可在水平面上作无摩擦滑动。求子弹射入靶内弹簧后,弹簧的最大压缩距离。 解:(1)小球射入到相对静止的靶。直到靶和小球在某 瞬时有相同的速度,弹簧压缩最大。应用动量守恒定律, 求得小球和靶共同的速度v 1:

1()M m v m v +=→1()

m v v M m =

+;

(2)应用机械能守恒定律,求得弹簧最大压缩长度:

2

2

2

1111()2

2

2

m v M m v k x =

++

可得:x =

5.固定在一起的两个同轴均匀圆柱体可绕其光滑的水平对称轴O O '转动.设大小圆柱体的半径分别为R 和r ,质量分别为M 和m .绕在两柱体上的细绳分别与物体1m 和2m 相连,1m 和2m 则挂在圆柱体的两侧,如图所示.设R =0.20m, r =0.10m ,m =4 kg ,M =10 kg ,1m =2m =2 kg ,且开始时1m ,2m 离地均为h =2m .求:

(1)柱体转动时的角加速度; (2)两侧细绳的张力.

4.解:(1)1m ,2m 和柱体的运动方程如下:2222a m g m T =- ①

1111a m T g m =- ②

βI r T R T ='

-'21 ③

式中 ββR a r a T T T T ==='='122211,,, 而 2

2

2

121mr MR

I +

=

由上式求得

2

122

2

2

2

2

2

120.220.12

9.8

6.13rad s

11100.2040.1020.2020.10

2

2

Rm rm g I m R m r

β--?-?=

=

?=?++??+

??+?+?

(2)由①式 8.208.9213.610.02222=?+??=+=g m r m T βN

由②式 1.1713.6.2.028.92111=??-?=-=βR m g m T N

6.如图所示,一物体质量为2kg ,以初速度0v =3m·s -1从斜面A 点处下滑,它与斜面的摩擦力为8N ,到达B 点后压缩弹簧20cm 后停止,然后又被弹回,求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.

解:取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点,弹簧原长处为弹性势能零点则由功能原理,有:

22

r 11 f s kx mv mgs sin 3722??-=-+? ???

; k =2

r 2

mv /2mgs sin 37f s kx /2+?- 式中:s =4.8+0.2=5m ,x =0.2 m ,再代入有关数据,解得:

k =1390N·m -1

再次运用功能原理,求木块弹回的高度h ′:-f t s′ =mgs′sin37°-2

1kx 2

代入有关数据,得:

s ′=1.4 m ,

则木块弹回高度:h ′=s ′sin37°=0.84m

工程力学 课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ,力偶矩的单位为kN ?m ,长度 单位为m ,分布载荷集度为kN/m 。(提示:计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x

(c):(1) 研究AB 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究C ABD 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接,它的支承和受力如题4-16图所示。已知 均布载荷集度q =10 kN/m ,力偶M =40 kN ?m ,a =2 m ,不计梁重,试求支座A 、B 、D 的约束力和铰链C 所受的力。 A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D a M q a a a

大学力学题课后习题答案

专业 班级 …………装…………订…………线………… …线…… 答案 一、判断对错(每题1分) 1(×) 2(×) 3(√) 4(×) 5(×) 6(×) 7(√) 8(√) 9(×) 10(√) 11(×) 12(×) 13(×) 14(√) 15(√) 16(×) 17(×) 18(×) 19(×) 20(×) 21(×) 22(×) 23(×) 24(×) 25(×) 26(×) 27 (×) 28(×) 29(×) 30(√) 31(×) 32(×) 33(√) 34(×)35(√) 36(√) 37(√) 38(√) 39(√) 40(√)41(×) 42 (√) 43(×) 44 (√)45(×) 46(×) 47 (×) 48(√) 49(√) 50(×)51(×)52(√)53(×)54(×)55(√) 56(×) 57(×) 58(×) 59(×) 60(√) 61(√) 62(×) 63(√) 64(×) 65(×) 66 (√) 67 (√) 二、选择题、(每题2分) 1(C )2(C )3(C )4( A )5(A )6( C )7( C )8( B )9( B )10(B )11(C )12(C ) 13(C )14 ( B ) 15( C )16( A )17(C )18( D )19(C )20 (C )21、( D )22、(A A A )23、( B )24、(D )25、( A )26、( B ) 27、( D )28 ( A )29 ( C )30 ( B ) 31( A )32 ( C )33(A )34( B )35(C )36( D )37(A )38(B ) 39(C )40(C )41( B )42( B )43(C )44( D )45( C )46( B )47( D )48( C )49( B ) 50( C ) 三、填空题 (每题4分) 1( ωma 29) (2 23 8ωma )2(力偶 )3(动点)(定系)4(其连线上)(速度投影定理)5(F 3)(Fa 5)6(F 33)(F 23 ) 7(合力的大小及方向)(的选择无关)8(角速度)( 其到转轴的距离)9(平动)(转动)10(mv )( v )11(垂直且相交) 12(内)(外)13(ωr )14(2 /s bm )15( 点c )16(m 10牛顿)17(约束的类型)( 内力)18( 否 )19(约束)(相反)(主动力) 20(ωR )21( ω?? ? ??+2221e r g p ).22(无穷远处)23(mR )24(s N ?100000)(水平向右)25(mvR 27)26(2232ωml ) 27(力偶矩大小相等、转向相同)28( 临界状态)(静摩擦系数)29(与点的轨迹相切)(转轴 )30(转角)31(不能)(不能) 32( 力多边形自行封闭)33( ωr )(2 ωr )34(e r a a a a +=)35( ωa 2)36( mv -)(mv -)37(几何形状)( 重量) 38(轴上)(在该轴上的投影)39( 1 )(17)40( 正 )( 负 )41( )(F M dt d J Z Z =ω )42,( A y x M F F ,,)43(投影) (矩) 44(绝对速度)(矢量和)45(相等)(不相等)46( ωL )(ωL 2)(ωL 5) 47(相等)(不等) 48(大小相等)( 方向相反)(作用线平行)49(最大静摩擦力)(f arctan )50(主动力)(摩擦自锁)。

大学物理力学题库及答案(考试常考)

一、选择题:(每题3分) 1、某质点作直线运动的运动学方程为x =3t -5t 3 + 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. [ ] 2、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 =4.5 s 时,质点在x 轴上的位置为 (A) 5m . (B) 2m . (C) 0. (D) -2 m . (E) -5 m. [ b ] 3、图中p 是一圆的竖直直径pc 的上端点,一质点从p 开始分 别沿不同的弦无摩擦下滑时,到达各弦的下端所用的时间相比 较是 (A) 到a 用的时间最短. (B) 到b 用的时间最短. (C) 到c 用的时间最短. (D) 所用时间都一样. [ d ] 4、 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ,瞬时加速度2/2s m a -=, 则一秒钟后质点的速度 (A) 等于零. (B) 等于-2 m/s . (C) 等于2 m/s . (D) 不能确定. [ d ] 5、 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22+=(其中 a 、 b 为常量), 则该质点作 (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. [ ] 6、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处, 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D) 22d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x [ ] 7、 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每T 秒转一圈.在2T 时间间隔中, 其平均速度大小与平均速率大小分别为 (A) 2πR /T , 2πR/T . (B) 0 , 2πR /T (C) 0 , 0. (D) 2πR /T , 0. [ ] -12 O a p

工程力学课后习题答案

第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中,未画出重力的各物体的自重不计,所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体(不包括销钉与支座)的受力图。 解:如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体(不包括销钉与支座)以及物体系统整体受力图。 解:如图 F B B (b)

(c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)

(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成,如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解:如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统,O1为主动轮,旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解: 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示,试画出各个部分的受力图。

解: 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1=2kN ,F 2=3kN ,F 3=lkN , F 4=2.5kN ,方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用,已知F 1=1kN ,F 2=2kN ,F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解:2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知:F 1=100N ,F 2=50N ,F 3=50N ,求力系的合力。 解:2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W =100N ,悬挂于绳上,并与光滑墙相接触,如题2.4 图所示。已知30α=,

工程力学材料力学部分习题答案

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。 题图2.9 解:(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段 的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此:2 2π α= , ο454 == π α 故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。 (注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零) 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。 题图2.17 解:(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N (拉) kN 102-=-=P N (压)

23313007 流体力学答案

23313007 流体力学答案 一、单项选择题 1. 当空气中的温度从0℃增加至20℃,其运动粘度υ增加15%,密度减少10%,其运动粘度μ将( A ) A、增加3.5% B、降低3.5% C、增加5% D、降低5% 2. 一封闭容器盛有水,在地球上静止时,以竖直向上为正向,其单位质量力为(A ) A、-g B、g C、0 D 无法确 3. 单位质量力的量纲与( B )的量纲相同。 A 速度 B 加速度 C 粘性力 D 重力 4. A、1 kPa B、2 kPa C、8 kPa D、10 kPa 绝对压强P abs 、相对压强p、真空值p v、当地大气压强a p之间的关系是( C )。 5. A、水平面B、斜平面C、旋转抛物面D、球面静止流体各点的( B )等于常数。 6. g a A arctan . a g B arctan .2 2 arcsin . g a a C +2 2 arccos . g a g D + 在等角速度旋转液体中,一下说法正确的是( C ) 7. 理想流体的总水头线沿程的变化是( C ) 。 A. 沿程下降 B. 沿程上升 C. 保持水平 D. 前三种情况都有可能 8. 在总流伯努利方程中,压强P是渐变流过流断面上的(A) A.某点压强B.平均压强 C.最大压强D.最小压强 9. 流体流动时,流场各空间点的参数不随时间变化,仅随空间位置而变,这种流动称为( A ) A.恒定流 B.非恒定流 C.非均匀流 D.均匀流 10. 压强的量纲为( A ) A、L-1MT-2 B、L-2MT-2 C、L-1MT-1 D、LMT2 11. 加速度的量纲为(A ) A、LT-2 B、L-2MT-2 C、L-1MT-1 D、L1MT2 12. 速度v、长度l、时间t的无量纲组合是(D)。

大学物理学第二章课后答案

习题2 选择题 (1) 一质点作匀速率圆周运动时, (A)它的动量不变,对圆心的角动量也不变。 (B)它的动量不变,对圆心的角动量不断改变。 (C)它的动量不断改变,对圆心的角动量不变。 (D)它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变。 [答案:C] (2) 质点系的内力可以改变 (A)系统的总质量。 (B)系统的总动量。 (C)系统的总动能。 (D)系统的总角动量。 [答案:C] (3) 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作用力与反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的代数和必为零。 在上述说法中: (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。 [答案:C] 填空题 (1) 某质点在力i x F )54( (SI )的作用下沿x 轴作直线运动。在从x=0移动到x=10m 的过程中,力F 所做功为 。 [答案:290J ] (2) 质量为m 的物体在水平面上作直线运动,当速度为v 时仅在摩擦力作用下开始作匀减速运动,经过距离s 后速度减为零。则物体加速度的大小为 ,物体与水平面间的摩擦系数为 。 [答案:2 2 ;22v v s gs ] (3) 在光滑的水平面内有两个物体A 和B ,已知m A =2m B 。(a )物体A 以一定的动能E k 与静止的物体B 发生完全弹性碰撞,则碰撞后两物体的总动能为 ;(b )物体A 以一定的动能E k 与静止的物体B 发生完全非弹性碰撞,则碰撞后两物体的总动能为 。

[答案:2; 3 k k E E ] 在下列情况下,说明质点所受合力的特点: (1)质点作匀速直线运动; (2)质点作匀减速直线运动; (3)质点作匀速圆周运动; (4)质点作匀加速圆周运动。 解:(1)所受合力为零; (2)所受合力为大小、方向均保持不变的力,其方向与运动方向相反; (3)所受合力为大小保持不变、方向不断改变总是指向圆心的力; (4)所受合力为大小和方向均不断变化的力,其切向力的方向与运动方向相同,大小恒定;法向力方向指向圆心。 举例说明以下两种说法是不正确的: (1)物体受到的摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反; (2)摩擦力总是阻碍物体运动的。 解:(1)人走路时,所受地面的摩擦力与人的运动方向相同; (2)车作加速运动时,放在车上的物体受到车子对它的摩擦力,该摩擦力是引起物体相对地面运动的原因。 质点系动量守恒的条件是什么?在什么情况下,即使外力不为零,也可用动量守恒定律近似求解? 解:质点系动量守恒的条件是质点系所受合外力为零。当系统只受有限大小的外力作用,且作用时间很短时,有限大小外力的冲量可忽略,故也可用动量守恒定律近似求解。 在经典力学中,下列哪些物理量与参考系的选取有关:质量、动量、冲量、动能、势能、功? 解:在经典力学中,动量、动能、势能、功与参考系的选取有关。 一细绳跨过一定滑轮,绳的一边悬有一质量为1m 的物体,另一边穿在质量为2m 的圆柱体的竖直细孔中,圆柱可沿绳子滑动.今看到绳子从圆柱细孔中加速上升,柱体相对于绳子以匀加速度a 下滑,求1m ,2m 相对于地面的加速度、绳的张力及柱体与绳子间的摩擦力(绳轻且不可伸长,滑轮的质量及轮与轴间的摩擦不计). 解:因绳不可伸长,故滑轮两边绳子的加速度均为1a ,其对于2m 则为牵连加速度,又知2m 对绳子的相对加速度为a ,故2m 对地加速度, 题图 由图(b)可知,为 a a a 12 ① 又因绳的质量不计,所以圆柱体受到的摩擦力f 在数值上等于绳的张力T ,由牛顿定律,

工程力学-课后习题答案

工程力学-课后习题答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力 的单位为kN ,力偶矩的单位为kN m ,长度 单位为m ,分布载荷集度为kN/m 。(提示: 计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =(

解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意 力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c):(1) 研究AB 杆,受力分析,画出受力图(平 面任意力系); A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y

(2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究C ABD 杆,受力分析,画出受力图 (平面任意力系); (2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d

物理力学部分习题及参考答案解析

电学部分习题(82) 选择题: 1. 在半径为R 的均匀带电球面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距球心的距离r 之间的关系曲线为: [ B ] 2. 如图所示,边长为 0.3 m 的正 三角形abc ,在顶点a 处有一电荷为10-8 C 的正点电荷,顶 点b 处有一电荷为-10-8 C 的负点电荷,则顶点c 处的电场强 度的大小E 和电势U 为: (041επ=9×10-9 N m /C 2) (A) E =0,U =0. (B) E =1000 V/m ,U =0. (C) E =1000 V/m ,U =600 V . (D) E =2000 V/m ,U =600 V . [ B ] 3. 在一个带有负电荷的均匀带电球外,放置一电偶极子,其电矩p 的方向如图所示.当电偶极子被 释放后,该电偶极子将 (A)沿逆时针方向旋转直到电矩p 沿径向指向球面而停止. (B)沿逆时针方向旋转至p 沿径向指向球面,同时沿电场线方向向着球面移 动. (C) 沿逆时针方向旋转至p 沿径向指向球面,同时逆电场线方向远离球面移动. (D) 沿顺时针方向旋转至p 沿径向朝外,同时沿电场线方向向着球面移动. [ B ] 4. 有两个大小不相同的金属球,大球直径是小球的两倍,大球带电,小球不带电, 两者相距很远.今用细长导线将两者相连,在忽略导线的影响下,大球与小球的 带电之比为: (A) 2. (B) 1. (C) 1/2. (D) 0. [ A ] 5. 一个带正电荷的质点,在电场力作用下从A 点出发经C 点运动到B 点,其运动轨迹如图所示.已知质点运动的速率是递减的,下面关于C 点场强方向的四个图示中正确的是: [ D ] 6. 同心薄金属球壳,半径分别为R 1和R 2 (R 2 > R 1 ),若分别带上电荷q 1和q 2,则两者的电势分别为U 1和U 2 (选无穷远处为电势零点).现用导线将两球壳相连接,则它们的电势为 (A) U 1. (B) U 2. (C) U 1 + U 2. (D) )(2121U U +. [ B ] 7. 如果某带电体其电荷分布的体密度ρ 增大为原来的2倍,则其电场的能量变为原来 E O r (D) E ∝1/r 2 E

流体力学—习题答案

一、选择题 1、流体传动系统工作过程中,其流体流动存在的损失有( A ) A、沿程损失和局部损失, B、动能损失和势能损失, C、动力损失和静压损失, D、机械损失和容积损失 2、液压千斤顶是依据( C )工作的。 A、牛顿内摩擦定律 B、伯努力方程 C、帕斯卡原理 D、欧拉方程 3、描述液体粘性主要是依据( D ) A、液体静力学原理 B、帕斯卡原理 C、能量守恒定律 D、牛顿内摩擦定律 4、在流场中任意封闭曲线上的每一点流线组成的表面称为流管。与真实管路相比(C )。 A、完全相同 B、完全无关 C、计算时具有等效性 D、无边界性 5、一般把( C )的假想液体称为理想液体 A、无粘性且可压缩, B、有粘性且可压缩, C、无粘性且不可压缩, D、有粘性且不可压缩 6、进行管路中流动计算时,所用到的流速是( D ) A、最大速度 B、管中心流速 C、边界流速 D、平均流速 7、( A )是能量守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、伯努力方程, B、动量方程, C、连续方程, D、静力学方程 8、( A )是用来判断液体流动的状态 A、雷诺实验 B、牛顿实验 C、帕斯卡实验 D、伯努力实验 9、黏度的测量一般采用相对黏度的概念表示黏度的大小,各国应用单位不同,我国采用的是( D ) A、雷氏黏度 B、赛氏黏度 C、动力黏度 D、恩氏黏度 10、流体传动主要是利用液体的( B )来传递能量的 A、动力能 B、压力能, C、势能, D、信号 11、静止液体内任一点处的压力在各个方向上都( B ) A、不相等的, B、相等的, C、不确定的 12、连续性方程是( C )守恒定律在流体力学中的一种具体表现形式 A、能量, B、数量, C、质量 D、动量 13、流线是流场中的一条条曲线,表示的是( B ) A、流场的分布情况, B、各质点的运动状态 C、某质点的运动轨迹, D、一定是光滑曲线 14、流体力学分类时常分为( A )流体力学 A、工程和理论, B、基础和应用 C、应用和研究, D、理论和基础 15、流体力学研究的对象( A ) A、液体和气体 B、所有物质, C、水和空气 D、纯牛顿流体 16、27、超音速流动,是指马赫数在( B )时的流动 A、0.7 < M < 1.3 B、1.3 < M ≤5 C、M > 5 D、0.3 ≤M ≤0.7 17、静压力基本方程式说明:静止液体中单位重量液体的(A )可以相互转换,但各点的总能量保持不变,即能量守恒。 A、压力能和位能, B、动能和势能, C、压力能和势能 D、位能和动能 18、由液体静力学基本方程式可知,静止液体内的压力随液体深度是呈( A )规律分布的 A、直线, B、曲线, C、抛物线 D、不变 19、我国法定的压力单位为( A ) A、MPa B、kgf/cm2 C、bar D、mm水柱 20、理想液体作恒定流动时具有( A )三种能量形成,在任一截面上这三种能量形式之间可以相互转换。 A压力能、位能和动能,B、势能、位能和动能, C、核能、位能和动能, D、压力能、位能和势能 21、研究流体沿程损失系数的是(A) A、尼古拉兹实验 B、雷诺实验 C、伯努力实验 D、达西实验 22、机械油等工作液体随温度升高,其粘度( B ) A、增大, B、减小, C、不变 D、呈现不规则变化

大学物理力学答案3概要

第三章基本知识小结 ⒈牛顿运动定律适用于惯性系、质点,牛顿第二定律是核心。 矢量式:22dt r d m dt v d m a m F === 分量式: (弧坐标) (直角坐标) ρ τττ2 ,,,v m m a F dt dv m m a F m a F m a F m a F n n z z y y x x ======= ⒉动量定理适用于惯性系、质点、质点系。 导数形式:dt p d F = 微分形式:p d dt F = 积分形式:p dt F I ?==?)( (注意分量式的运用) ⒊动量守恒定律适用于惯性系、质点、质点系。 若作用于质点或质点系的外力的矢量和始终为零,则质点或质点系的动量保持不变。即 ∑==恒矢量。 则,若外p F 0 (注意分量式的运用) ⒋在非惯性系中,考虑相应的惯性力,也可应用以上规律解题。 在直线加速参考系中:0*a m f -= 在转动参考系中: ωω ?=='2, *2* mv f r m f k c ⒌质心和质心运动定理 ⑴∑∑∑===i i c i i c i i c a m a m v m v m r m r m ⑵∑=c a m F (注意分量式的运用) 3.5.1 质量为2kg 的质点的运动学方程为 j t t i t r ?)133(?)16(22+++-= (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+== , j i a m F ?12?24+== 为一与时间无关的恒矢量,∴质点受恒 力而运动。 F=(242+122)1/2=12 5N ,力与x 轴之间夹角为: '34265.0/?===arctg F arctgF x y α 3.5.2 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+= , 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 2222)?sin ?cos (/ωωωω-=+-== r m a m F 2ω-==, ∴作用于质点的合力总指向原点。

初二物理力学部分试题及答案

初二力学试题 1.g取10牛顿/千克 2.下面表中所列的常数供答题时选用: 一、选择题 1.在南北方向的平直公路上,有a、b、c三辆汽车。a车上的人看到b车匀速向南;c 车上的人看到a车匀速向北;b车上的人看到路旁的建筑物匀速向南,这三辆车中相对于地面有可能静止的车是: (A)只有a车(B)只有b车(C)只有c车(D)a车和c车 2.以下说法错误的是: (A)冰化成水后的体积和原来的冰的体积不相同; (B)水结成冰后的质量和原来的水的质量相同; (C)1米3的冰和1米3的水体积相同,但冰的质量比水小; (D)1千克的冰和1千克的水质量相同,但水的体积比冰大。 3.水中漂浮着一个木块,木块浸入水中的体积为V,受到的浮力为F,现在将一部分盐水倒入水中,则: (A)木块浸入液体中的体积变大,浮力F不变。 (B)木块浸入液体中的体积变小,浮力F不变 (C)木块浸入液体中的体积变小,浮力F变小 (D)木块浸入液体中的体积变小,浮力F变大 4.如图。在水平地面上放一块砖A,然后在它上面再放半块砖B, 整块砖的长宽高比例为4:2:1。则B对A的压强和A对地的压强之比为:(A)2 :3 (B)1 :2 (C)3 :2 (D)2 :1. 5.关于压力和压强,下列说法正确的是: (A)压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的; (B)压力的数值总是等于物体重力的数值,但不是物体的重力。 (C)当受力面积一定时,压力越大,说明支撑面受到的压强越大。 (D)物体对支撑面的压力越大,压强也越大,因为压强是反映压力效果的。 6.一个物体以6米/秒的速度匀速滑上一个斜面,经10秒钟到达斜面顶;立即又以10米/秒的速度从斜面顶沿原路返回,该物体在上下斜面的全程中平均速度的大小为:

流体力学 课后答案

流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线? 答:测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答:以当时,第2次B点量测数据(表1.1)为例,此时,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。(2)同理,过箱顶小杯的液面作一水平面,测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。(3)在测压管5中,自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等,均为。 3、若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定。 答:最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和,由式,从而求得。 4、如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 答:设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算 式中,为表面张力系数;为液体的容重;为测压管的内径;为毛细升高。常温()的水,或,。水与玻璃的浸润角很小,可认为。于是有 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质不洁时,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平是不是等压面?哪一部分液体是同 一等压面? 答:不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面: (1)重力液体; (2)静止; (3)连通; (4)连通介质为同一均质液体; (5)同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件(4),因此,相对管5和水箱中的液体而言,该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗? 答:关闭各通气阀,开启底阀,放水片刻,可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知,测压管1的液面始终与C点同高,表明作用于底阀上的总水头不变,故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例,医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后,水箱液面将下降而测压管液面将升高H,实验时,若以时的水箱液面作为测量基准,试分析加气增压后,实际压强()与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。

大学物理力学一、二章作业答案

大学物理力学一、二章 作业答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章 质点运动学 一、选择题 1、一质点在xoy 平面内运动,其运动方程为2,ct b y at x +==,式中a 、b 、c 均为常数。当运动质点的运动方向与x 轴成450角时,它的速率为[ B ]。 A .a ; B .a 2; C .2c ; D .224c a +。 2、设木块沿光滑斜面从下端开始往上滑动,然后下滑,则表示木块速度与时间关系的曲线是图1-1中的[ D ]。 3、一质点的运动方程是j t R i t R r ωωsin cos +=,R 、ω为正常数。从t = ωπ/到t =ωπ/2时间内该质点的路程是[ B ]。 A .2R ; B .R π; C . 0; D .ωπR 。 4、质量为0.25kg 的质点,受i t F =(N)的力作用,t =0时该质点以v =2j m/s 的速度通过坐标原点,该质点任意时刻的位置矢量是[ B ]。 A .22 t i +2j m ; B .j t i t 23 23+m ; C .j t i t 343243+; D .条件不足,无法确定。 二、填空题 1、一质点沿x 轴运动,其运动方程为225t t x -+=(x 以米为单位,t 以秒为单位)。质点的初速度为 2m/s ,第4秒末的速度为 -6m/s ,第4秒末的加速度为 -2m/s 2 。

2、一质点以π(m/s )的匀速率作半径为5m 的圆周运动。该质点在5s 内 的平均速度的大小为 2m/s ,平均加速度的大小为 22 m /5 s π 。 3、一质点沿半径为0.1m 的圆周运动,其运动方程为22t +=θ(式中的θ以弧度计,t 以秒计),质点在第一秒末的速度为 0.2m/s ,切向加速度为 0.2m/s 2 。 4、一质点沿半径1m 的圆周运动,运动方程为θ=2+3t 3,其中θ以弧度计,t 以秒计。T =2s 时质点的切向加速度为 36m/s 2 ;当加速度的方向和半径成45 o角时角位移是 3 8 rad 。 5、飞轮半径0.4m ,从静止开始启动,角加速度β=0.2rad/s 2。t =2s 时边缘各点的速度为 0.16m/s ,加速度为 0.102m/s 2 。 6、如图1-2所示,半径为R A 和R B 的两轮和皮带连结,如果皮带不打滑,则两轮的角速度=B A ωω: R R A B : ,两轮边缘A 点和B 点的切向加速度 =B A a a ττ: 1:1 。 三、简述题 1、给出路程和位移的定义,并举例说明二者的联系和区别。 2、给出瞬时速度和平均速度的定义,并举例说明二者的联系和区别。 3、给出速度和速率的定义,并简要描述二者的联系和区别。 4、给出瞬时加速度和平均加速度的定义,并简要描述二者的联系和区别。 四、计算题 图1-2

流体力学标准化作业答案

流体力学标准化作业(三) ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 (1)拉格朗日法;(2)欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关,即 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率,即 投影式为 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成, u t ??为固定空间点,由时间变化引起的加速度,称为当地加速度或时变加速度,由流场的不恒定性引起。()u u ??为同一时刻,由流场的空间位置变化引起的加速度,称为迁移加速度或位变加速度,由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动,质点的物理量不论矢量还是标 量,对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体,密度的随体导数 3.流体流动的分类 (1)恒定流和非恒定流 (2)一维、二维和三维流动 (3)均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 (1)流线和迹线 流线微分方程 迹线微分方程 (2)流管、流束与总流 (3)过流断面、流量及断面平均流速

体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A ==? (4)渐变流与急变流 5. 连续性方程 (1)不可压缩流体连续性微分方程 (2)元流的连续性方程 (3)总流的连续性方程 6. 运动微分方程 (1)理想流体的运动微分方程(欧拉运动微分方程) 矢量表示式 (2)粘性流体运动微分方程(N-S 方程) 矢量表示式 21()u f p u u u t νρ?+?+?=+??? 7.理想流体的伯努利方 (1)理想流体元流的伯努利方程 (2)理想流体总流的伯努利方程 8.实际流体的伯努利方程 (1)实际流体元流的伯努利方程 (2)实际流体总流的伯努利方程 10.恒定总流的动量方程 投影分量形式

工程力学课后习题答案解析

《工程力学》复习资料 1.画出(各部分)的受力图 (1)(2) (3) 2.力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD相平行,两者之间的距离为h,试求力F对O点的矩的矢量表达式。

解:依题意可得:?θcos cos ??=F F x ?θsin cos ??=F F y θsin ?=F F z 其中33sin = θ 3 6cos =θ 45=? 点坐标为:()h l l ,, 则 () 3 ) ()(33 33333j i h l F k F j F i F F M +?+= -+-= 3.如图所示力系由F 1,F 2,F 3,F 4和F 5组成,其作用线分别沿六面体棱边。已知:的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ,OA=OC/2=。试求力系的简化结果。 解:各力向O 点简化 .0.0 .523143=-==-==+-=C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55== kN F F Ry 102== kN F F F F RZ 5431=+-= 即主矢量为: k j i 5105++ 合力的作用线方程 Z y X == 2 4.多跨梁如图所示。已知:q=5kN ,L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。

取CD 段 0=∑ci M 02 12 =-?ql l F D 解得 kN F D 5= 取整体来研究, 0=∑iy F 02=+?-+D B Ay F l q F F 0=∑ix F 0=Ax F 0=∑iA M 032=?+?-?l F l ql l F D B 联合以上各式,解得 kN F F Ay A 10-== kN F B 25= 5.多跨梁如图所示。已知:q=5kN ,L=2m ,ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。(5+5=10分) 取BC 段 0=∑iy F 0cos 2=?+?-?C B F l q F 0=∑ix F 0sin =?-?C Bx F F

材料力学练习题及答案-全

材料力学练习题及答案-全

第2页共52页 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题(20分) 1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截面积分别为A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积( )。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆轴的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( ) (1) 扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA (2) 变形的几何关系(即变形协调条件) (3) 剪切虎克定律 (4) 极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA A 、(1) B 、(1)(2) C 、(1)(2)(3) D 、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( ) A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 题一、 题

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第4页共52页 四、电动机功率为9kW ,转速为715r/min ,皮带轮直径D =250mm ,主轴外伸部分长度为l =120mm ,主轴直径d =40mm ,〔σ〕=60MPa ,用第三强度理论校核轴的强度。(15分) 五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点,设刚架的抗弯刚度为EI ,试求冲击时刚架D 处的垂直位移。(15分) 六、结构如图所示,P=15kN ,已知梁和杆为一种材料,E=210GPa 。梁ABC 的惯性矩I=245cm 4,等直圆杆BD 的直径D=40mm 。规定杆BD 的稳定安全系数n st =2。 求○1BD 杆承受的压力。 ○2用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。(20分) 六题 五 四题 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号

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