理论力学习题答案大全_____质点动力学

习题7-2图

习题7-1图

s F

第3篇 工程动力学基础

第7章 质点动力学

7-1 图示滑水运动员刚接触跳台斜面时，具有平行于斜面方向的速度40.2km/h ，忽略

摩擦，并假设他一经接触跳台后，牵引绳就不再对运动员有作用力。试求滑水运动员从飞离斜面到再落水时的水平长度。 解：接触跳台时 17113600

102403

0..v =?=

m/s 设运动员在斜面上无机械能损失

7688442892171122020....gh v v =??-=-=m/s

1418.c o s v v x ==θm/s, 2563.sin v v y ==θm/s 541

0221.g v h y ==m 33201.g

v t y ==

s

2

2012

1

)(gt h h =+

780.08

.9)

44.2541.0(2)

(2012=+=+=

g h h t s

112.121=+=t t t s

0591*******...t v x x =?==m

7-2 图示消防人员为了扑灭高21m 仓库屋顶平台上的火灾，把水龙头置于离仓库墙基15m 、距地面高1m 处，如图所示。水柱的初速度250=υm/s ，若欲使水柱正好能越过屋顶边缘到达屋顶平台，且不计空气阻力，试问水龙头的仰角α应为多少？水柱射到屋顶平台上的水平距离s 为多少？ 解：(1) α

cos v t 0115

=

(1) 202

1sin 2110=-?gt t v α (2) (1)代入(2)，得

01.44cos sin 375cos 5002=+-ααα ααα22cos 1cos 3751.44cos 500-=+ 081.1944cos 96525cos 39062524=+-αα 22497.0cos 2=α, ?=685.61α

(2) g

v t α

sin 02=

（到最高点所经过时间） 26.232)15cos (20=?-?=t v S αm

7-3 图示三角形物块置于光滑水平面上，并以水平等加速度a 向右运动。另一物块置于其斜面上，斜面的倾角为θ。设物块与斜面间的静摩擦因数为s f ，且tan θ>s f ，开始时物块在斜面上静止，如果保持物块在斜面上不滑动，加速度a 的最大值和最小值应为多少？

习题7-1解图

θ

v 0

v y

O

习题7-4图

g

(e)

..

x

k

F

(f)

解：1、物块不上滑时受力图(a) ma F F =+θθcos sin s N (1) 0sin cos s N =--θθF mg F (2) 临界：N s s F f F =

(3) (3)代入(1)、(2)，消去N F ，得 θ

θθ

θsin cos cos sin max s s f f a -+=

(4) 2、物块不下滑时受力图(b)： ma F F =-θθcos sin s N (5) 0sin cos s N =+-θθF mg F (6) 临界：N s s F f F =

(7) (7)代入(5)、(6)，消去N F ，得 θ

θθ

θsin cos cos sin s s min f f a +-=

(8)

7-4 图示物体的质量为m ，悬挂在刚度系数为k 的弹簧上，平衡时弹簧的静伸长为δst 。开始时物体离开平衡位置的距离为a ，然后无初速度地释放。试对图中各种不同坐标原点和坐标轴列出物体的运动微分方程，写出初始条件，求出运动规律，并比较所得到的结果。 解：(a)受力图(e)，且

st δk mg = (1) )(st x k F k +=δ (2) k F mg x m -=..

(3) (1)、(2)代入(3)，得 0..

=+kx x m

0..

=+

x m k

x (4) 记m

k =2

n

ω，则 )s i n

(n ?ω+=t A x (5) 初始条件：0=t 时，a x =，0=?

x (6)

(6)代入(5)，得 )2

πs i n (a +=t m k

a x ； (b)受力图(e) k F mg x m -=..

kx F k =

g x m k

x =+..

令m

k

=n ω，则

k

mg

t A x +

+=)sin(n ?ω 初始条件：0=t 时，st a x δ+=，0=x

k

mg

t m k a x +

+=)2πsin(

b

习题7-5图

(a)

(c)受力图(f) mg F x m k -=..

)(st x k F k -=δ 代入上式，即 0..

=+kx x m

0..

=+

x m

k

x )s i n

(n c ?ω+=t A x 当0=t 时，a x -=，0=x

)2

π

sin(c +-=t m k a x ； (d)受力图(f)

mg F x m k -=..

kx F k -= mg kx x m -=+..

g x m

k

x -=+

..

k

mg

t A x -

+=)sin(n ?ω 当0=t 时，)(st δ+-=a x ，0=x

k

mg t m k a x -

+-=)2πsin(

d ；

7-5 图示质量为m 的平板置于两个反向转动的滑轮上，两轮间的距离为2d ，半径为R 。若将板的重心推出，使其距离原对称位置O 为x 0，然后无初速度地释放，则板将在动滑动摩擦力的作用下作简谐振动。板与两滑轮间的动摩擦因数为f 。试求板振动的运动规律和周期。

解：1、图(a)

0=∑y F ,mg F F =+N2N1 (1)

0=∑O M ,0N1N2=--mgx d F d F

即 d x

mg

F F =-N1N2 (2)

由(1)、(2)解得：)1(21N2d x

mg F +=

)1(21N1d

x

mg F -=

)1(211N d x

fmg fF F -==1

)1(212N 2d

x

f m

g fF F +== ..

21x m F F =- 即 0..

=+

x d

fmg

x m 0..

=+x d

fg

x

d fg =

n ω 振动周期：fg

d T π

2π

2n

==

ω

习题7-6图

(a)

习题7-7图

运动方程：)sin(n ?ω+=t A x

当0=t 时，0x x =，0=x

运动规律：)2

π

sin(

0+=t d fg x x

7-6 图示升降机厢笼的质量m =3×103

kg ，以速度v =0.3m/s 在矿井中下降。由于吊索上端突然嵌住，厢笼中止下降。如果索的弹簧刚度系数k =2.75kN/mm ，忽略吊索质量，试求此后厢笼的运动规律。 解：图（a ）： K

mg

=

st δ （1） k F mg x m -=..

（2） )(st δ+=x k F k （3）

(1)、(3)代入(2)，得 0..

=+kx x m

0..=+x m

k

x

)s i n

(n ?ω+=t A x （4）

t =0时，x =0，3.0.

==v x m/s （5）

代入(4)，得 t v

x n n

s i n ωω=

（6） 3.301031075.23

6n =??==

m

k ωrad/s

（7）

将(5)、(7)代入(6)得

)3.30sin(9.9t x =（mm ，t 以秒计）

7-7 质量m =2kg 的物体从高度h =0.5m 处无初速地降落在长为l =1m 的悬臂木梁的自由端上，如图所示。梁的横截面为矩形，高为30mm ，宽为20mm ，梁的弹性模量E =106MPa 。若不计梁的质量，并设物体碰到梁后不回弹，试求物体的运动规律。 解：物体作用在梁端点产生的静变形

m 1045.1343

st -?==EI

mgl δ

（1） st δk mg =

（2） 当量刚度：3

3l EI k =

（3）

任意位置弹性恢复力 )(st x k F k +=δ （4） 物体运动微分方程 k F mg x m -=..

（5）

将(1)、(2)、(3)代入(4)，得 0..

=+kx x m

0..=+x m

k

x

令26033

n ===

ml EI m k ωrad/s （6） 则理学 )s i n

(n ?ω+=t A x （7）

习题7-8图 45

(a) τ

(b) 习题7-9图

Ie F 0

e a a = (a) 当t = 0时，st δ-=x ，13.32.

===gh v x m/s 012.0tan st

n -=-=v

δω?，012.0-=?rad

012.0sin st

=-

=?

δA m =12mm )012.0260sin(12-=t x mm

7-8 图示用两绳悬挂的质量m 处于静止。试问：

1. 两绳中的张力各等于多少？

2. 若将绳A 剪断，则绳B 在该瞬时的张力又等于多少？ 解：1、图（a ） 0=∑y F ，mg F B 2= 0=∑x F ，mg F A = 2、图（b ） 绳A 剪断瞬时，0n =a

0n =∑F ，mg F B 2

2=

7-9 质量为1kg 的滑块A 可在矩形块上光滑的斜槽中滑动，如图所示。若板以水平的等加速度a0=8m/s2运动，求滑块A 相对滑槽的加速度和对槽的压力。若滑块相对于槽的初速度为零，试求其相对运动规律。

解：滑块A 为动点，矩形板为动系，牵连加速度0e a a =，相对加速度r a ，A 块受力如图（a ），其中

80Ie ==ma F N 8.9=mg N r r I ma F =

由滑块相对“平衡”： 0r =∑F ，83.119.43430sin 30cos e I Ir =+=?+?=mg F F N 0N =∑F ，49.4449.830sin 30cos Ie N =-=?-?=F mg F N

A

习题7-11图

..

θ

g

m Ie

F τr

习题7-11解图

习题7-10图

a

x

(a)

习题7-12图

相对加速度：83.11Ir r ==

m F a m/s 2

相对运动规律：22r r 91.52

1

t t a x ==（m ）

7-10 图示质量为m 的质点置于光滑的小车上，且以刚度系数为k 的弹簧与小车相联。若小车以水平等加速度a 作直线运动，开始时小车及质点均处于静止状态，试求质点的相对运动方程（不计摩擦）。

解：设质点m 对车的相对位移为x （设向右为正）， 质点受力： i F kx k -= i F ma =Ie

质点相对运动微分方程： ma kx x m +-=..

a x m

k

x =+..

m

k

=2n

ω a k

m

t A x +

+=)c o s (αω （1）

初始条件：0=t 时，0.

=x ，0=x

代入（1），得：0=α，a k

m

A -=

)cos 1(t k

m a k m x -=

7-11 图示单摆的悬挂点以等加速度a 沿铅垂线向上运动。若摆长为l ，试求单摆作微振动的周期。

解：牵连惯性力ma F =Ie 相对运动微分方程： θθsin )(..

a g m ml +-= 1<<θ时，上式为 0)(..=++θθa g m ml

0..=++θθl a g

l a

g +=n ω 周期a

g l

T +==

π

2π

2n

ω

7-12 图示圆盘绕轴O 在水平面内转动，质量为1kg 的滑块A 可在圆盘上的光滑槽中运动。盘和滑块在图示位置处于静止，这时圆盘开始以等角加速度α=40rad/s 2转动，已知b =0.1m 。试求圆盘开始运动时，槽作用在滑块A 上的侧压力及滑块的相对加速度。 解：运动开始时，0=ω，0r =v

0n e =a ，0C =a

4τe ==αb a m/s 2

，r a 未知。

k

τ

Ie

F

N

F r a τ

e

a 习题7-12解图 k

k

k

m

(b)

k k

m

m m

(a)

m

m m

k

k

(c)

k

k

k

m

(d)

m

m

k k

k

(e)

物块受力如图，槽的侧压力方向如图，大小未知，牵连惯性力：

4τe τ

Ie ==ma F N （1） 相对运动微分方程：

?=30cos τ

Ie r F ma

（2） 030sin τIe N =?-F F

（3） （1）代入（2）、（3）解得

46.3r =a m/s 2

2N =F N

7-13 现有若干刚度系数均为k 且长度相等的弹簧，另有若干质量均为m 的物块，试任

意组成两个固有频率分别为

m

k 32和

m

k 23的弹簧质量系统，并画出示意图。

答：1.m

k

32n =ω,见图（a ）或(b)或(c). 2. m

k

23n =

ω，见图（d ）或(e)

7-14 分析图中所示7组振动模型，判断哪几组中的两个系统具有相同的固有频率。

答：图(a)、(b)、(e)、(g)均具有相同的固有频率。

习题7-14图

习题7-15图

7-15 图示匀质摇杆OA 质量为1m ，长为l ，匀质圆盘质量为2m ，当系统平衡时摇杆处在水平位置，而弹簧BD 处于铅垂位置，且静伸长为st δ，设OB=a ，圆盘在滑道中作纯滚动。试求系统微振动固有频率。

解： 1、弹簧刚度k

静平衡时，轮缘摩擦力 0s =F ，由系统平衡。

0=∑O M ，

02

12=-+a F l

g

m gl m k 即 ()gl m m a k 21st 22

1

+=

δ ()st

2122δa gl m m k += (1)

2、n ω

22

2222

12121θω O A A A OA A J J v m T T T ++=+=杆轮

()

()22122212222264331212212θθθθ l m m l m l R l l R m l m ??? ??+=?+???????

????? ??-?-+= 由于以平衡位置为θ角的起始位置，弹簧静位移st δ产生的弹性力与重力g 1m ，g 2m 相

抵消，故此后计算时，只考虑弹簧偏离平衡位置产生的弹性力，从平衡位置到θ角，弹力功：

()2122

θa k

W -=， 01=T

1212W T T =-

习题7-16图

(a) max

(b)

习题7-17图

即 2222122

6

14

3θθ

a k

l m m -=??

? ??+ t d d : θθθθ

?-=??? ??+2212314

3ka l m m ()

02961222=++m m l ka θθ

()

122

2

0296m m l ka +=ω (2) (1)代入(2),得

()()

21st 2109223m m l m m ag ++=

δω

7-16 一单层房屋结构可简化为如图所示的模型：房顶可视为质量为m 的刚性杆，柱子可视为高为h 、弯曲刚度为EI 的梁，不计柱子的质量。试求该房屋水平振动的固有频率。

解：柱子两端都是固定端，可看作两根长2

h

的悬臂梁坚固对接，见(图a )。

悬臂梁的最大挠度为EI l F w 33

P max =

见(图b ) 本题中2h l = ，2

max x

w =

于是有 EI

h F x 32

23

P ??? ??=

由上可算出 3

P 12h EIx

F =

在层顶位移x 时，两根立柱产生P 2F 的弹性阻力，故屋顶的运动微分方程为

即 0243

=+x mh EI x 这是简谐振动方程，其固有频率为 3

024mh

EI =

ω

7-17 长为l 、质量为m 匀质杆两端用滑轮A 和B 安置在光滑的水平和铅垂滑道内滑动，并联有刚度系数为k 的弹簧，如图所示。当杆处于水平位置时，弹簧长度为原长。不计滑轮A 和B 的质量，试求AB 杆绕平衡位置振动的固有频率。 解：设杆在水平位置时，势能为0，则势能

()[]()22sin 2

cos 12sin 2θθθl k

l k l mg V +-+-=

()θθcos 1sin 221-+-=kl mgl

324h

EIx x m -=

习题7-18图

1δ2δO

x

(a)

平衡： ()0s i n c o s 21

2=+-='θθθkl mgl V

kl

mg 2tan =

θ， kl mg

2arctan 0=θ （平衡位置角） 设杆偏离平衡位置0θ一微小角度?，则杆的动能

223

1

21???=ml T

弹簧势能 ()()[]?θ?θ+-++-=020cos 1sin 2

kl mg l

V

保守力场（理想约束）机械能守恒： C V T =+

即 ()()[]C kl mg l

ml =+-++-?θ?θ?02022cos 1sin 2

61 t

d d : ()()0sin sin 2310202=?+++-??θ?θ?? kl mg l

ml 即 ()()0sin 3cos 2300=+++-?θ?θ?m

k l g （1）

微振动，1<

()00000sin cos sin sin cos cos cos θ?θ?θ?θ?θ-≈-=+

()00000cos sin sin cos cos sin sin θ?θ?θ?θ?θ+≈+=+ 代入（1）得， 0000s i n 3c o s 23c o s 3s i n 23θθ?θθ?m k l g m k l g -=??

?

??++

000cos 3sin 23θθωm k l g +=∴ 其中 kl

mg

2arctan 0=θ

7-18 质量为1m 的质块用刚度系数为k 的弹簧悬挂，在1m 静止不动时有另一质量为2m 的物块在距1m 高度为h 处落下，如图所示。2m 撞到1m 后不再分开。试求系统的振动频率和振幅。 解：两质块在一起振动时，其固有频率为：

2

1m m k

+=

ω （1）

2m 块下落至碰撞前速度 gh v 2=

相碰后，21m m +的速度 gh m m m v 22

12+=

' （动量守恒）

弹簧加上1m 时，已伸长了 k g

m 11=

δ 再加2m 后，需再伸长 k

g

m 22=δ

其重力和弹性力才能平衡，若以静平衡位置为坐标原点，如图，则系统振动方程为

?

??

? ??++=αt m m k

A x 21sin （2）

???

? ??+++=αt m m k

A m m k x 2121cos （3）

振动开始于21,m m 碰撞之末，此时（t =0）它们的坐标为：

k g

m x t 220

-=-==δ （4）

gh m m m v x

t 22

12

0+='== （5）

0=t 时，由（2）

、（3）得 αsin 0A x t == （6）

αc o s 2

10A m m k

x

t +== （7）

比较（3）、（6）和（5）、（7）得，

k g

m A 2sin -=α， gh m m k m A 2cos 2

12+=

α

两边平方，相加得 ()212

2

22222

2m m k g h m k

g m A ++=

()g m m hk

k

g m A 21221++

=

大学物理第2章质点动力学习题解答

大学物理第2章质点动力学习题解答 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第2章 质点动力学习题解答 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+++-= （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=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+= ，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。 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 f 1 N 1 m 1T a F N 2 m 2 T a N 1 f 1 f 2

大学物理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 0 d d 0 得 t m k v v -=0ln 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 ??=-00 0d 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 [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 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 mgk m t kv mg v t v 21d d 00 2??=- 得 m t v k mg v k mg = +-ln 整理得 T 22221 111v e e k mg e e v kg m t kg m t kg m t kg m t +-=+-= 2-4 一人造地球卫星质量m =1327kg ，在离地面61085.1?=h m 的高空中环绕地球作匀速率圆周运动。求：(1)卫星所受向心力f 的大小；(2)卫星的速率v ；(3)卫星的转动周期T 。 [解] 卫星所受的向心力即是卫星和地球之间的引力 由上面两式得() () () N 1082.710 85.110 63781063788.9132732 63 2 32 e 2 e ?=?+??? ?=+=h R R mg f (2) 由牛顿第二定律 h R v m f +=e 2

《理论力学》动力学典型习题+答案

《动力学I 》第一章 运动学部分习题参考解答 1－3 解： 运动方程：θtan l y =，其中kt =θ。 将运动方程对时间求导并将0 30=θ代入得 34cos cos 22lk lk l y v ====θ θθ 938cos sin 22 3 2lk lk y a =-==θ θ 1－6 证明：质点做曲线运动,所以n t a a a +=, 设质点的速度为v ,由图可知: a a v v y n cos ==θ，所以: y v v a a n = 将c v y =，ρ 2 n v a = 代入上式可得 ρ c v a 3 = 证毕 1－7 证明：因为n 2 a v =ρ，v a a v a ?==θsin n 所以：v a ?= 3 v ρ 证毕 1－10 解：设初始时,绳索AB 的长度为L ,时刻t 时的长度 为s ,则有关系式： t v L s 0-=，并且 222x l s += 将上面两式对时间求导得： 0v s -= ，x x s s 22= 由此解得：x sv x -= （a ） (a)式可写成：s v x x 0-= ，将该式对时间求导得： 2 02 v v s x x x =-=+ (b) 将(a)式代入(b)式可得：32 20220x l v x x v x a x -=-== （负号说明滑块A 的加速度向上） 1－11 解：设B 点是绳子AB 与圆盘的切点，由于绳子相对圆盘无滑动，所以R v B ω=，由于绳子始终处 于拉直状态，因此绳子上A 、B 两点的速度在 A 、B 两点连线上的投影相等，即： θcos A B v v = （a ） 因为 x R x 2 2cos -= θ （b ） 将上式代入（a ）式得到A 点速度的大小为： 2 2 R x x R v A -=ω （c ） 由于x v A -=，（c ）式可写成：Rx R x x ω=--22 ，将该式两边平方可得： 222222)(x R R x x ω=- 将上式两边对时间求导可得： x x R x x R x x x 2232222)(2ω=-- 将上式消去x 2后，可求得：2 22 42) (R x x R x --=ω 由上式可知滑块A 的加速度方向向左，其大小为 2 22 42) (R x x R a A -=ω 1－13 解：动点：套筒A ； 动系：OA 杆； 定系：机座； 运动分析： 绝对运动：直线运动； 相对运动：直线运动； 牵连运动：定轴转动。 根据速度合成定理 r e a v v v += 有：e a cos v v =?，因为AB 杆平动，所以v v =a ， o v o v a v e v r v x o v x o t

质点动力学习题解答1

作业05（质点动力学3） 1..21t t >。 2. 人造地球卫星绕地球做椭圆轨道运动，卫星轨道近地点和远地点分别为A 和B ，用L 和K E 分别表示卫星对地心的角动量及动能，则应有[ ]。 A ． K B KA B A E E L L >>, B. KB KA B A E E L L >=, C. KB KA B A E E L L <=, D. KB KA B A E E L L <<, 答：［B ］ 解：人造地球卫星绕地球做椭圆轨道运动时，它们之间的引力沿着径向，因此角动量守恒 B A L L = 同时，由角动量的定义 B B A A v r v r = 由于B A r r <，所以B A v v > 因此 KB B A KA E mv mv E =>=222 121 3. 体重相同的甲乙两人，分别用双手握住跨过无摩擦滑轮绳子两端。忽略滑轮和绳子的质量。当它们由同一高度向上爬时，相对于绳子，甲的速率是乙的两倍，则到达顶点的情况是 [ ]。 A ． 甲先到达 B. 乙先到达 C. 同时到达 答：［C ］ 解：由于此二人受到的力相同，质量相同，则加速度就相同。同时到达。 4. 一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动，有一力)(0j y i x F F +=作用在质点上，该质点从坐标原点运动到)2,0(R 位置的过程中，此力F 对它做的功为_____。 答： 2 02R F A = 解：如图首先进行坐标变换，即将坐标原点移到圆周轨道的圆心/o 处，实际上，就是将x 轴平移R 。在新的坐标系中，圆周轨道θ角处（矢径r ），质点受到的力为 ] )1(sin [cos ])([)(0//00j i R F j R y i x F j y i x F F ++=++=+=θθ 在新的坐标系中，矢径为 j R i R r θθsin cos += θθθRd j i r d )cos sin ( +-= 元功表示为 θ θθθθθθd R F Rd j i j i R F r d F dA cos )cos sin (])1(sin [cos 200=+-?++=?= 所以，质点从坐标原点运动到)2,0(R 位置的过程中，F 对它做的功为 2022 /2/02cos R F d R F dA A ===??-θθππ 5. 一个半径为R 的水平圆盘以恒定角速度ω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，圆盘对他做的功为_______。

大学物理第二章(质点动力学)习题答案

习题二 2-1 质量为m得子弹以速率水平射入沙土中,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,忽略子弹得重力,求:(1)子弹射入沙土后,速度大小随时间得变化关系; (2)子弹射入沙土得最大深度。 [解] 设任意时刻子弹得速度为v,子弹进入沙土得最大深度为s,由题意知,子弹所受得阻力f= - kv (1) 由牛顿第二定律 即 所以 对等式两边积分 得 因此 (2) 由牛顿第二定律 即 所以 对上式两边积分 得到 即 2-2 质量为m得小球,在水中受到得浮力为F,当它从静止开始沉降时,受到水得粘滞阻力为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得速率v与时间得关系为 [证明] 任意时刻t小球得受力如图所示,取向下为y轴得正方向,开始沉降处为坐标原点。由牛顿第二定律得 即 整理得 对上式两边积分 得 即 2-3 跳伞运动员与装备得质量共为m,从伞塔上跳出后立即张伞,受空气得阻力与速率得平方成正比,即。求跳伞员得运动速率v随时间t变化得规律与极限速率。 [解] 设运动员在任一时刻得速率为v,极限速率为,当运动员受得空气阻力等于运动员及装备得重力时,速率达到极限。 此时 即 有牛顿第二定律 整理得 对上式两边积分 得 整理得 2-4 一人造地球卫星质量m=1327kg,在离地面m得高空中环绕地球作匀速率圆周运动。求:(1)卫星所受向心力f得大小;(2)卫星得速率v;(3)卫星得转动周期T。 [解] 卫星所受得向心力即就是卫星与地球之间得引力

由上面两式得()() () N 1082.71085.110 63781063788.9132732 6 3 2 32 e 2 e ?=?+??? ?=+=h R R mg f (2) 由牛顿第二定律 ()() s m 1096.61327 1085.11063781082.736 33e ?=?+???=+= m h R f v (3) 卫星得运转周期 ()() 2h3min50s s 1043.710 96.61085.1106378223 3 63e =?=??+?=+=ππv h R T 2-5 试求赤道上方得地球同步卫星距地面得高度。 [解] 设同步卫距地面高度为h ,距地心为R +h ,则 所以 代入第一式中 解得 2-6 两个质量都就是m 得星球,保持在同一圆形轨道上运行,轨道圆心位置上及轨道附近都没有其它星球。已知轨道半径为R ,求:(1)每个星球所受到得合力;(2)每个星球得运行周期。 [解] 因为两个星球在同一轨道上作圆周运动,因此,她们受到得合力必须指向圆形轨道得圆心,又因星球不受其她星球得作用,因此,只有这两个星球间得万有引力提供向心力。所以两个星球必须分布在直径得两个端点上,且其运行得速度周期均相同 (1)每个星球所受得合力 (2) 设运动周期为T 联立上述三式得 所以,每个星球得运行周期 2-7 2-8 2-9 一根线密度为得均匀柔软链条,上端被人用手提住,下端恰好碰到桌面。现将手突然松开,链条下落,设每节链环落到桌面上之后就静止在桌面上,求链条下落距离s 时对桌面得瞬时作用力。 [解] 链条对桌面得作用力由两部分构成:一就是已下落得s 段对桌面得压力,另一部分就是正在下落得段对桌面得冲力,桌面对段得作用力为。显然 时刻,下落桌面部分长s 。设再经过,有落在桌面上。取下落得段链条为研究对象,它在时

理论力学动力学测试

第三篇 动力学 一、选择题（每题2分，共20分） 1．在铅直面内的一块圆板上刻有三道直槽AO ，BO ，CO ，三个质量相等的小球M 1，M 2，M 3在重力作用下自静止开始同时从A ，B ，C 三点分别沿各槽运动，不计摩擦，则________到达O 点。 （A ）M 1小球先； （B ）M 2小球先； （C ）M 3小球先； （D ）三球同时。 题1 题2 题3 2．质量分别为m 1=m ，m 2=2m 的两个小球M 1，M 2用长为L 而重量不计的刚杆相连。现将M 1置于光滑水平面上，且M 1M 2与水平面成?60角。则当无初速释放，M 2球落地时，M 1球移动的水平距离为____________。 （A ）3L ； （B ）4L ； （C ）6L ； （D ）0。 3．质量为m ，长为b 的匀质杆OA ，以匀角速度ω绕O 轴转动。图示位置时，杆的动量及对O 轴的动量矩的大小为________。 （A ）2 ωmb p =，122ωmb L O =； （B ）0=p ，122ωmb L O =； （C ）2ωmb p =，22ωmb L O =； （D ）2 ωmb p =，32ωmb L O =。 4．在_____情况下，跨过滑轮的绳子两边张力相等，即F 1=F 2（不计轴承处摩擦）。 （A ）滑轮保持静止或以匀速转动或滑轮质量不计； （B ）滑轮保持静止或滑轮质量沿轮缘均匀分布； （C ）滑轮保持静止或滑轮质量均匀分布； （D ）滑轮质量均匀分布。 题4 题5 5．均质杆长L ，重P ，均质圆盘直径D =L ，亦重P ，均放置在铅垂平面内，并可绕O 轴转动。初始时杆轴线和圆盘直径均处于水平位置，而后无初速释放，则在达到图示位置瞬时，杆的角速度ω1________圆盘的角速度ω2。 （A ）大于； （B ）小于； （C ）等于； （D ）小于或等于。

力学习题第二章质点动力学(含答案)

第二章质点动力学单元测验题 一、选择题 1.如图，物体A和B的质量分别为2kg和1kg，用跨过定滑轮的细线相连，静 止叠放在倾角为θ=30°的斜面上，各接触面的静摩擦系数均为μ=0.2，现有一沿斜面向下的力F作用在物体A上，则F至少为多大才能使两物体运动. A.3.4N; B.5.9N; C.13.4N; D.14.7N 答案：A 解：设沿斜面方向向下为正方向。A、B静止时，受力平衡。 A在平行于斜面方向：F m g sin T f f 0 A12 B在平行于斜面方向：1sin0 f m g T B 静摩擦力的极值条件：f1m g cos， B f m m g 2(B A)cos 联立可得使两物体运动的最小力F min满足： F min (m B m A)g sin (3m B m A )g cos=3.6N 2.一质量为m的汽艇在湖水中以速率v0直线运动，当关闭发动机后，受水的阻力为f=-kv，则速度随时间的变化关系为 A.v k t =v e m; B. v= -t k t v e m 0; C. v=v + k m t ; D. v=v - k m t 答案：B 解：以关闭发动机时刻汽艇所在的位置为原点和计时零点，以v0方向为正方向建立坐标系. 牛顿第二定律： dv ma m kv dt 整理： d v v k m dt

积分得：v= - v e k t m 3.质量分别为m和m（ 12m m）的两个人，分别拉住跨在定滑轮（忽略质量）21 上的轻绳两边往上爬。开始时两人至定滑轮的距离都是h.质量为m的人经过t 1 秒爬到滑轮处时，质量为m的人与滑轮的距离为 2 m m1m-m1 1; C.1(h gt2)2h gt 1 2 A.0; B.h+; D.(+) m m2m2 222 答案：D 解：如图建立坐标系，选竖直向下为正方向。设人与绳之间的静摩擦力为f，当 质量为m的人经过t秒爬到滑轮处时，质量为m的人与滑轮的距离为h'，对二者12 分别列动力学方程。 对m： 1 f m g m a m 11m1 1 dv m 1 dt 对m： 2 f m g m a m 22m2 2 dv m 2 dt 将上两式对t求积分，可得： fdt m gt m v m 11m1 1dy m 1 dt fdt m gt m v m 22m2 2dy m 2 dt 再将上两式对t求积分，可得： 1 fdt m gt 0m h 22 11 2 1 fdt m gt m h m h 22 222 2

反应动力学习题及答案

反应动力学习题 一、 判断题： 1催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。 ............. () 2、 质量作用定律适用于任何化学反应 ........................... () 3、 反应速率常数取决于反应温度，与反应物、生成物的浓度无关。 ........ () 二、 选择题： 1?若反应：A + B T C 对A 和B 来说都是一级的，下列叙述中正确的 ^是????( )。 (A)此反应为一 级反应； (B)两种反应物 中，当其中任一种的浓度增大2倍，都将使反应速 率增大2倍； (C)两种反应物 的浓度同时减半，则反应速率也将减半； (D)该反应速率 系数的单位为s -1。 2.反应 A + B T 3D 的 E a (正)=m kJ mol -1, E a (逆)=n kJ mol -1 ,则反应 的厶r H m = ....... ( )) 1 1 1 1 (A) ( m^n) kJ md ; (B) (n-m) kJ mol ; (C) (m-3n) kJ mol ; (D) (3 n-m) kJ mol 。 3. 下？ 列关于讣 催化齐U 的 叙述中，错 误的是 ....................... .......... ()。 (A) 在 几 个 反 应 中，某 催化剂可选择地加快其中某- 「反应的反应 速 率; (B) 催 化 剂 使 正、 逆反 应速率增大 的倍数相同； (C) 催 化 剂 不 能 改变反应的始态和 终态； (D) 催 化 剂 可 改 变某一 -反应的正向 与逆向的反应速 率之比。 4. 当速率常数的单位为 mol -1 dm 3 s -1时，反应级数为 ........................... () (A ) 一级； (B )二级; (C )零级； (D )三级 5. 对于反应2A + 2B T C 下列所示的速率表达式正确的是 ....................... ( ) (C) 6. 反应2A + B T D 的有关 实验数据在表中给出，此反应的速率常数 k/mol -2dm 6min -1约 为 ...................................................................... ( ) 初始浓度 最初速率 -3 -3 -3 -1 [A] /mol dm [B]/mol dm v/mol dm min -2 0.05 0.05 4.2 >102 -2 0.10 0.05 8.4 10 -1 0.10 0.10 3.4 10 2 2 3 3 (A) 3.4 11 (B) 6.7 11 (C) 3.4 11 (D) 6.7 11 7. 催化剂是通过改变反应进行的历程来加速反应速率。这一历程影响 .......... ( ) (A )增大碰撞频率； (B )降低活化能； (C )减小速率常数； (D )增大平衡常数值。 8. ................................................................................................................................................ 下列叙 述中正确的是 ................................................................... ( ) (A) _2 " [B] =3 " t (D)

理论力学之核心概念-动力学篇

本篇接着阐述理论力学动力学中的核心观念。阐述的方式依旧是回答几个问题。 问题1：动力学的基本问题是什么？ 答案：虽然书上有关于动力学问题的许多说法，但是就实际应用而言，对于我们机械专业而言，我们所遇到的最常见的动力学问题是，在一个机构上的原动件受到了力（偶），我们要得到机构上各构件的速度和加速度。或者已知了速度和加速度，要反推这个力（偶）是多少。 下图就是这样一个例子。在OA杆上施加一个驱动力偶，各个杆件都有重力，我们要计算此时各约束处的约束力的大小，还需要计算CD杆的速度和加速度。 该问题中，力与运动交织在一起，这就是机构的动力学问题，也是机械中经常遇到的问题。 问题2：如何求解动力学问题？ 答案： 解决动力徐问题的方法很多。我们只要谈两种方法：第一种是通用解法，第二种是动静法（达朗伯原理）。 通用解法，是指面对一个动力学问题，我们总是有一套很程序化的思路来求解它，这套思路中，我们会使用刚体平面运动的微分方程。使用这种方法，我们几乎不用思考，就可以列出所有的方程，解决所有的未知数。例如，对上面这个问题，如果它已知M，要求CD杆的加速度。则使用通用解法，我们可以同时求出AB杆，BE,CD杆的加速度，也可以求出A,B,C,D,E 处所有的约束力。使用通用解法，我们几乎不用关注题目要求什么，而总是可以求出所有的未知数。 动静法，是说把这个动力学问题从形式上变成静力学问题，然后再借用静力学的求解方法来计算所需要的未知数。动静法之所以能够把动力学问题变成静力学问题，是因为它把加速度变成了惯性力，然后对于系统中的每一个构件，形成了一个力系平衡的问题。而我们之所以使用动静法，是因为对于静力学问题，我们有很多解题技巧，例如取整体为对象，或者取某几个构件一起为对象，或者对任何一个点取力矩，这些优越性，都是刚体平面运动微分方程所不具备的。 问题3：如何使用通用解法求解动力学问题？

第2章 质点动力学习题解答

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2132+=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。 ma mg F =-μ，1.13.02+=-= t m mg F a μ 1=t s 时，)/(4.12s m a = dt dv a = ，adt dv =，??+=t v dt t dv 02 01.13.0 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O x y 平面内运动， ?其所受合力j t i t F 232+=（SI ） ，0=t 时，速度j v 20=（SI ），位矢i r 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 +== 22 3 22 3 t a x =，00=x v ，20=x ?? =t v x dt t dv x 020 23，2 3 t v x = ???==t x t x dt t dt v dx 03 202，284+=t x t a y =，20=y v ，00=y ? ? =t v y tdt dv y 02 ，22 2 +=t v y ???+==t y t y dt t dt v dy 02 00)22(，t t y 263+= （1）1=t s 时，)/(2 32 s m j i a += （2）j t i t v )22(22 3++= ，1=t s 时，j i v 2521+= j t t i t r )26 ()28(34 +++=，1=t s 时，j i r 613817+= 2-4 质量为m 的子弹以速度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，速度随时间变化的关系；（2）子弹射入沙土的最大深度。

大学物理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 -=0ln 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??=- 000d 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 [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 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 mgk m t kv mg v t v 21d d 00 2??=- 得m t v k mg v k mg = +-ln 整理得T 22221 111v e e k mg e e v kg m t kg m t kg m t kg m t +-=+-= 2-4一人造地球卫星质量m =1327kg ，在离地面61085.1?=h m 的高空中环绕地球作匀速率圆周运动。求：(1)卫星所受向心力f 的大小；(2)卫星的速率v ；(3)卫星的转动周期T 。 [解]卫星所受的向心力即是卫星和地球之间的引力 由上面两式得()() () N 1082.71085.110 63781063788.9132732 6 3 2 32 e 2 e ?=?+??? ?=+=h R R mg f

完整word版,理论力学动力学知识点总结,推荐文档

质点动力学的基本方程 知识总结 1.牛顿三定律适用于惯性参考系。 质点具有惯性，以其质量度量； 作用于质点的力与其加速度成比例； 作用与反作用力等值、反向、共线，分别作用于两个物体上。 2.质点动力学的基本方程。 质点动力学的基本方程为，应用时取投影形式。 3.质点动力学可分为两类基本问题。 质点动力学可分为两类基本问题： （1）. 已知质点的运动，求作用于质点的力； （2）. 已知作用于质点的力，求质点的运动。 求解第一类问题，需先求得质点的加速度；求解第二类问题，一般是积分的过程。质点的运动规律不仅决定于作用力，也与质点的运动初始条件有关，这两类的综合问题称为混合问题。 动量定理 知识点总结 1.牛顿三定律适用于惯性参考系。 质点具有惯性，以其质量度量； 作用于质点的力与其加速度成比例； 作用与反作用力等值、反向、共线，分别作用于两个物体上。 2.质点动力学的基本方程。 质点动力学的基本方程为，应用时取投影形式。 3.质点动力学可分为两类基本问题。 质点动力学可分为两类基本问题： （1）. 已知质点的运动，求作用于质点的力； （2）. 已知作用于质点的力，求质点的运动。

求解第一类问题，需先求得质点的加速度；求解第二类问题，一般是积分的过程。质点的运动规律不仅决定于作用力，也与质点的运动初始条件有关，这两类的综合问题称为混合问题。 常见问题 问题一在动力学中质心意义重大。质点系动量，它只取决于质点系质量及质心速度。 问题二质心加速度取决于外力主失，而与各力作用点无关，这一点需特别注意。 动量矩定理 知识点总结 1.动量矩。 质点对点O 的动量矩是矢量。 质点系对点O 的动量矩是矢量。 若z 轴通过点O ，则质点系对于z 轴的动量矩为 。 若 C 为质点系的质心，对任一点O 有。 2.动量矩定理。 对于定点O 和定轴z 有 若 C 为质心，C z 轴通过质心，有

药物动力学计算题

1.计算题：一个病人用一种新药，以2mg/h的速度滴注，6小时即终止滴注，问终止后2小时体血药浓度是多少？（已知k=0.01h－1，V＝10L） 2.计算题：已知某单室模型药物，单次口服剂量0.25g，F=1，K=0.07h－1，AUC=700μg/ml·h，求表观分布容积、清除率、生物半衰期（假定以一级过程消除）。 3.某药静注剂量0.5g，4小时测得血药浓度为 4.532μg/ml，12小时测得血药浓度为2.266μg/ml，求表观分布容积Vd为多少？ 4.某人静注某药，静注2h、6h血药浓度分别为1.2μg/ml和0.3μg/ml（一级动力学），求该药消除速度常数？如果该药最小有效剂量为0.2μg/ml，问第二次静注时间最好不迟于第一次给药后几小时？ 5.病人静注复方银花注射剂2m/ml后，立即测定血药浓度为1.2μg/ml，3h为0.3μg/ml，该药在体呈单室一级速度模型，试求t1/2。 6.某病人一次用四环素100mg，血药初浓度为10μg/ml，4h后为 7.5μg/ml，试求t1/2。 7.静脉快速注射某药100mg，其血药浓度－时间曲线方程为：C=7.14e-0.173t，其中浓度C的单位是mg/L，时间t的单位是h。请计算：（1）分布容积；（2）消除半衰期；（3）AUC。

8.计算题：某药物具有单室模型特征，体药物按一级速度过程清除。其生物半衰期为2h，表观分布容积为20L。现以静脉注射给药，每4小时一次，每次剂量为500mg。 求：该药的蓄积因子 第2次静脉注射后第3小时时的血药浓度 稳态最大血药浓度 稳态最小血药浓度 9.给病人一次快速静注四环素100mg，立即测得血清药物浓度为10μg/ml，4小时后血清浓度为7.5μg/ml。求四环素的表观分布体积以及这个病人的四环素半衰期（假定以一级速度过程消除）。 10.计算题：病人体重60kg，静脉注射某抗菌素剂量600mg，血药浓度－时间曲线方程为：C=61.82e-0.5262t，其中的浓度单位是μg/ml，t的单位是h，试求病人体的初始血药浓度、表观分布容积、生物半衰期和血药浓度－时间曲线下面积。 11.计算题：已知某药物具有单室模型特征，体药物按一级速度方程清除，其t1/2=3h，V=40L，若每6h静脉注射1次，每次剂量为200mg，达稳态血药浓度。求：该药的（1）ss C max （2）ss C m in （3）ss C （4）第2次给药后第1小时的血药浓度

质点动力学习题解答

第2章 质点动力学 2-1. 如附图所示，质量均为m 的两木块A 、B 分别固定在弹簧的两端，竖直的放在水平的支持面C 上。若突然撤去支持面C ，问在撤去支持面瞬间，木块A 和B 的加速度为多大？ 解：在撤去支持面之前，A 受重力和弹簧压力平衡， F mg =弹，B 受支持面压力向上为2mg ，与重力和弹簧压 力平衡，撤去支持面后，弹簧压力不变，则 A ：平衡，0A a =； B ：不平衡，22B F mg a g =?=合。 2-2 判断下列说法是否正确？说明理由。 （1） 质点做圆周运动时收到的作用力中，指向圆心的力便是向心力，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。 解：（1）不正确。不指向圆心的力的分量可为向心力。 （2）不正确。合外力为切向和法向的合成，而圆心力只是法向分量。 2-3 如附图所示，一根绳子悬挂着的物体在水平面内做匀速圆周运动（称为圆锥摆），有人在重力的方向上求合力，写出cos 0T G θ-=。另有沿绳子拉力T 的方向求合力，写出cos 0T G θ-=。显然两者不能同时成立，指出哪一个式子是错误的 ，为什么？ 解：cos 0T G θ-=正确，因物体在竖直方向上受力平 衡，物体速度竖直分量为0，只在水平面内运动。 cos 0T G θ-=不正确， 因沿T 方向，物体运动有分量，必须考虑其中的一部分提供向心力。应为： 2cos sin T G m r θωθ-=?。 2-4 已知一质量为m 的质点在x 轴上运动，质点只受到 指向原点的引力的作用，引力大小与质点离原点的距离x 的平方成反比，即2k f x =-，k 为比例常数。设质点在x A =时的速度为零，求4A x = 处的速度的大小。 解：由牛顿第二定律：F ma =，dv F m dt =。寻求v 与x 的关系，换元： 2k dv dx dv m m v x dx dt dx -=?=?，

结构动力学例题复习题

第十六章结构动力学 【例16-1】不计杆件分布质量和轴向变形，确定图16-6 所示刚架的动力自由度。 图16-6 【解】各刚架的自由度确定如图中所示。这里要注意以下两点： 1．在确定刚架的自由度时，引用受弯直杆上任意两点之间的距离保持不变的假定。根据这个假定并加入最少数量的链杆以限制刚架上所有质量的位置，则刚架的自由度数目即等于所加链杆数目。 2．集中质量的质点数并不一定等于体系的自由度数，而根据自由度的定义及问题的具体情形确定。

【例16-2】 试用柔度法建立图16-7a 所示单自由度体系，受均布动荷载)t (q 作用的运动方程。 【解】本题特点是，动荷载不是作用在质量上的集中荷载。对于非质量处的集中动荷载的情况，在建立运动方程时，一般采用柔度法较为方便。 设图a 质量任一时刻沿自由度方向的位移为y （向下为正）。把惯性力I 、阻尼力R 及动荷载)(t P ，均看作是一个静荷载，则在其作用下体系在质量处的位移y ，由叠加原理（见图b 、c 、d 及e ），则 )(R I y P D I P +δ+?=?+?+?= 式中，)t (q EI 38454P =?，EI 483 =δ。将它们代入上式，并注意到y m I -=，y c R -=，得 )(48)(38453 4y c y m EI t q EI y --+= 图16-7 经整理后可得 )(t P ky y c y m E =++ 式中，3EI 481k =δ= ，)(8 5)(t q k t P P E =?= )(t P E 称为等效动荷载或等效干扰力。其含义为：)(t P E 直接作用于质量上所产生的位移和 实际动荷载引起的位移相等。图a 的相当体系如图f 所示。 【例16-3】 图16-8a 为刚性外伸梁，C 处为弹性支座,其刚度系数为k ，梁端点A 、D 处分别有m 和 3 m 质量，端点D 处装有阻尼器c ，同时梁BD 段受有均布动荷载)t (q 作用，试建立刚性梁的运动方程。 【解】 因为梁是刚性的，这个体系仅有一个自由度，故它的动力响应可由一个运动方程来表达，方程可以用直接平衡法来建立。 这个单自由度体系可能产生的位移形式如图b 所示，可以用铰B 的运动)t (α作为基本

大学物理_第2章_质点动力学_习题答案

第二章 质点动力学 2－1一物体从一倾角为30的斜面底部以初速v 0=10m·s 1向斜面上方冲去，到最高点后又沿斜面滑下，当滑到底部时速率v =7m·s 1,求该物体与斜面间的摩擦系数。 解：物体与斜面间的摩擦力f ＝uN ＝umgcos30 物体向斜面上方冲去又回到斜面底部的过程由动能定理得 22011 2(1) 22 mv mv f s -=-? 物体向斜面上方冲到最高点的过程由动能定理得 201 0sin 302 mv f s mgh f s mgs -=-?-=-?- 20 (2) (31) s g u ∴= - 把式（2）代入式（1）得， () 22 2 20 0.198 3u v v = + 2－2如本题图，一质量为m 的小球最初位于光滑圆形凹槽的A 点，然后沿圆弧ADCB 下滑，试求小球在C 点时的角速度和对圆弧表面的作用力，圆弧半径为r 。 解：小球在运动的过程中受到重力G 和轨道对它的支持力T .取

如图所示的自然坐标系，由牛顿定律得 2 2 sin (1) cos (2) t n dv F mg m dt v F T mg m R αα=-==-= 由,,1ds rd rd v dt dt dt v αα = ==得代入式（）， A 并根据小球从点运动到点C 始末条件进行积分有， 90 2 n (sin )2cos 2cos /m cos 3cos '3cos ,e v vdv rg d v gr v g r r v mg mg r mg α αα αωααα α=-===+==-=-? ?得则小球在点C 的角速度为 ＝由式（2）得 T 由此可得小球对园轨道得作用力为T T 方向与反向 2－3如本题图，一倾角为 的斜面置于光滑桌面上，斜面上放 一质量为m 的木块，两者间摩擦系数为，为使木块相对斜面静止， 求斜面的加速度a 应满足的条件。 解：如图所示

质点动力学课后练习题答案

第二次作业 质点动力学 一、选择题 1. B,D ； 2. B,D ； 3. D ； 4. C ； 5. C ； 6.B ； 7.A ； 8.C ； 9.A ； 10.B 。 二、填空题 ⒈ 22t m B t m A + ； 3262t m B t m A + 。 ⒉ 22x A -ω ； )2s i n (πω+ t A ⒊ l m 221ω ； 53.3 。 ⒋ 234x x +； 64； 8； 16 。 ⒌ 10J 。 ⒍ 0.5s ； 24040t t - ； 10 ； 1000 。 ⒎ j m i m υυ+ ； m g r - ； υ m r ? 。 ⒏ R G m M 6 ； R GmM 3- 。 9. 39.929.8x b x a F -= 三、问答题 1. 答： 保守力：作功只与始末位置有关，而与运动路径无关的力称为保守力。 保守力作功的特点： （1）保守力作功与路经无关，只与始末位置有关，且p E A ?-=保。 （2）若物体在保守力场中沿闭合回路运动一周，则保守力作功为零，即0=??L d l F 。 2. 答：适用范围为 （1）牛顿运动定律中的物体是指质点； （2）牛顿运动定律适用于惯性系； （3）牛顿运动定律适用于低速领域的宏观物体。 四、计算题 1. 解：以箭为研究对象，建立如图坐标，则0=t 时，m 600.-=-=h y ，00=v 。 t m mg ky F d d υ=--=' y m t y y m mg ky d d d d d d υυυ=?=-- ??=+--υ υυ006.0d d )(m y mg ky 2216.018.0υm mg k = -

动力学(1)习题

第七章化学动力学(1)练习题 一、判断题： 1．在同一反应中各物质的变化速率相同。 2．若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。3．单分子反应一定是基元反应。 4．双分子反应一定是基元反应。 5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。 9．若反应A + B Y + Z的速率方程为：r=kc A c B，则该反应是二级反应，且肯定不是双分子反应。 10．对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物。 11．若反应(1)的活化能为E1，反应(2)的活化能为E2，且E1 > E2，则在同一温度下k1一定小于k2。 12．若某化学反应的Δr U m < 0，则该化学反应的活化能小于零。 13．对平衡反应A Y，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。 14．平行反应，k1/k2的比值不随温度的变化而变化。 15．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。 16．反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。 17．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。 二、单选题： 1．1．反应3O 22O 3 ，其速率方程 -d[O 2 ]/d t = k[O3]2[O2] 或 d[O 3 ]/d t = k'[O3]2[O2]，那么k与k'的关系是：(A) 2k = 3k' ； (B) k = k' ； (C) 3k = 2k' ； (D) ?k = ?k' 。 2．有如下简单反应a A + b，已知a < b < d，则速率常数k A、k B、k D的关系为： (A) ； (B) k A < k B < k D； (C) k A > k B > k D； (D) 。