13力学练习解答

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大学物理练习册（力学部分）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,答案：,(1),010004,010011,答案：,(2),t=0,x=0,t,x,X,t,0,600,u,已知参数方程，求,V,和,a,求导法，平方和开根号,答案：,B,010014,010016,答案：,C,一无风的下雨天，雨点匀速下落，坐在车内的观察者看到雨点的轨迹为一抛物线，则此人坐的车：（ ）。,A,、沿着水平轨道作匀速直线运动；,B,、沿着水平轨道作匀加速直线运动；,C,、在水平面上作匀速率圆周运动。,下述几种运动形式中，加速度矢量保持不变的运动是：（ ）。,A,、单摆运动；,B,、匀速率圆周运动；,C,、抛射体运动；,D,、以上三种都是。,雨滴抛物线轨道，由水平加,速运动和竖直匀速运动合成。,答案：,B,010044,对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的：（ ）。,A,、切向加速度必不为零。,B,）法向加速度必不为零（拐点处除外）,C,、由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零；,D,、若物体作匀速率运动，其总加速度必为零；,E,、若物体的加速度,为恒矢量，它一定作匀变速率运动。,物体作曲线运动，速度方向随时变化，法向加速度不能为零，否则作直线运动。,风对地为绝对速度,- v,；人对地为牵连速度,- u,风对人为相对速度,-v,答案：,D,010057,V,是矢量，大小由两个分量的平方和开根号给出,010025,一人以速率,骑自行车朝西行驶，风以相同的速率从北偏东,方向吹来，则人感到风吹来的方向是：（ ）。,A,、北偏东,；,B,、北偏西,C,、西偏南,；,D,、南偏东,选答案：,B,提示：以风为对象，选车,-S,系,选地,-S,系,N,B,答案：,B,010095,答案：,(C),直径是最大位移，周长是最大路程,010097,011002,解答：,010099,一质点沿,x,轴运动，其运动方程为,（单位采用,SI,制），当,t=2s,时，该质点正在：（ ）。,A,、加速；,B,、减速；,C,、匀速；,D,、静止。,解：,因,V0,两者同向，该质点加速，选,A,A,解答,011009,011003,解答：,减速,即,v12N,时，,F,2,15N,F,1,f,1,f,1,F,2,f,2,f,2,020012,答案：,C,解：隔离物体分析力,解得,F,2,F,1,N,1,N,2,答案：,C, D,020015,解：隔离物体分析力,如图示,F,B,C,021002,答案：,2g,；,0,解：隔离物体分析力,烧断前：,烧断后：,解得：,B,物体,a=0,+,静止即,a=0,答案：,021016,解：隔离物体分析力,f,mg,N,解得：,当,f,最大时，加速度最大，即,f=,最大静摩擦力,书,2-15,：轻型飞机连同驾驶员总质量为 ， 飞机以,55.0m/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，比例系数为,，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,内划行的距离。,解,:,（,1,）以飞机滑行方向为正，飞机受力为,F,，由牛顿定律,解,:,（,2,）,划行距离,书,2-17,：直升机的螺旋桨由两个对称的叶片组成，每一叶片的质量， 长， ，求当它的转速 时，两各叶片根部的张力？（设叶片是宽度一定、厚度均匀的薄片）。,解： 叶片上,r,处长为,dr,段受力如图示,该小段作半径为,r,的圆周运动，所受合力为,叶片根部即取,r=0,030023,答案：,B,解：隔离物体分析力,F,由（,2,）解得：,B,点时法向方程,以,R/2,乘上,(1),式得,用动能定理,答案：,D,030028,030038,答案：,(D),W,1,=f,功,W2=f(,+,x,),功不等。,f,做功,摩擦生热,固定时,F,做,功,W,1,=F,，不固定时，,F,功,W2=,F(x,+,),功不等动能不等,答案：,(D),030061,030069,答案：,(3),解：,解得,031002,质量为,2kg,的质点，其运动方程为,则质点在第,3S,末的位矢是（ ），速度是（ ），所受合外力是（ ）。,解：,031005,031054,F,a,031062,12J,032046,解： （,1,）物体受力如图示，以斜向上为正。,解：（,2,）与上同理,032046,解： 用能量关系解,书,3-20,：一人从,10.0m,深的井中提水，起始桶中有,10.0kg,的水，由于水桶漏水，每升高,1.00m,要漏去,0.20kg,的水。水桶被匀速地从井中提到井口，求人所作的功。,解：水桶匀速上升，人作功,=,重力作功,书,3-22,：一质量为,m,的质点，系在系绳的一端，绳的另一端固定在平面上。此质点在粗糙的水平面上作半径为,r,的圆周运动，设质点的初速率为 ，当它运动一周时，其速率为 。求（,1,）摩擦力做的功；（,2,）滑动摩擦因数；（,3,）在静止以前质点运动了多少圈？,解： （,1,）应用动能定理，摩擦力做的功为,解： （,2,）应用功的定义，求动摩擦系数,解： （,3,）应用一圈损失的动能与总动能的关系,书,3-30,：质量为,m,的弹丸,A,，穿过如图,3-28,所示的摆锤,B,后，速率由,减少到,。已知摆锤的质量为,，摆线长度为,如果摆锤能在垂直平面内完成一个完全的圆周运动，,的最小值应为多少？,解：,弹丸,A,和摆锤分为两个物理过程，弹丸,A,与摆锤作用过程动量守恒,摆锤上升过程机械能守恒，最高点由重力提供向心力。,射入穿出过程,联解得：,最高点处作完全圆运动,V,最小条件,:N=0,上升过程,答案：,A,040001,040099,答案：,D,040030,答案：,B,比较得：,第一次有夹角,时放手,第二次水平放手,解：刚体只有保守力矩作用，其机械能守恒,C,h,040032,C,由题意，,选答案,C,M,所以,增大（仅是增加的幅度在减小）,答案：,A,040054,解：以棒和子弹为系统，不受外力矩，角动量守恒,答案,A,正确,刚体,+,质点系统，因刚体只有角动量，所以必须把质点视为同轴转动计算角动量，才能保证角动量的同轴性。,040064,答案：,D,解：物体不受外力矩，,受热膨胀，质量向外扩张，,J,增加，,减小,受冷收缩，质量向内收近，,J,减小，,增大,答案,D,正确,040070,答案：,C,解：运动员对自身竖直轴不受外力矩，,J,=,恒量,答案,C,正确,答案：,C,040076,解：合外力矩,=0,，角动量守恒,合外力不为,0,，外力作功，动能和动量都变,答案,C,正确,040090,答案：,C,解：由转动定律,答案,C,正确,O,Mg,答案：,D,040097,040011,答案：,B,解：由机械能守恒,解得 答案,B,正确,答案：,C,040020,解：系统只有保守力作用，对质点和杆列出机械能守恒方程,解得：,041019,解：外力矩,=0,，,J,=,恒量,由动能定理，,F,作的功为：,041043,解,:,受力如图示,T,T,mg,a,解得：,Ma/2,041078,M/9,解：水平棒未切时力矩：,切除,2L/3,后，质量,m,=m/3,长度为,L/3,，力矩为：,042031,解：受力如图示,T,1,m,1,g,m,2,g,T,2,T,1,T,2,r,解得：,T,1,=156N T,2,=118N,书,4-18,：如图,4-3,，一通风机的转动部分以初角速度,绕其轴转动，空气的阻力矩与角速度成正比，比例系数,C,为一常量。若转动惯量为,J,，问：,（,1,）经过多少时间后角速度减少了一半？,（,2,）在此时间内共转过多少转？,解,(1),力矩,书,4-16,：如图,4-13,，飞轮的质量为,60kg,，直径为,0.50m,，转速为,现用闸瓦制动使其在,5.0s,内停止转动，求制动力,F,。设闸瓦与飞轮间的摩擦系数,，飞轮的质量全部分布在轮缘上。,解：受力如图示,F,0,对杆，两力矩平衡,摩擦力,轮受摩擦力矩,042005,解：角动量守恒,（,2,）在滑离杆后，杆不受外力矩，故,J,不变，,也不变。即：,书,4-23,：一质量为,20.0kg,的小孩，站在半径为,3.00m,、转动惯量为,的静止转台的边缘上，此转台可绕通过转台中心的竖直轴转动，转台与轴,之间的摩擦不计。如果此小孩相对转台以,的速率沿转台的边缘行走，,问转台的角速率有多大？,+,M,X,m,解：由相对速度关系，人对地的角速率为：,人、台系统不受外力矩作用，即,解得：,书,4-31,：质量为,0.50kg,，长为,0.40m,的均匀细棒，可绕垂直于棒的一端的水平轴,转动，如果将此棒放在水平位置，然后任其下落，求：,（,1,）此棒转过,60,时的角加速度和角速度；,（,2,）下落到竖直位置时的动能； （,3,）下落到竖直位置时的角速度。,解,： （,1,）,应用转动定律,书,4-31,：质量为,0.50kg,，长为,0.40m,的均匀细棒，可绕垂直于棒的一端的水平轴,转动，如果将此棒放在水平位置，然后任其下落，求：,（,1,）此棒转过时的角加速度和角速度；,（,2,）下落到竖直位置时的动能； （,3,）下落到竖直位置时的角速度。,解,： （,2,）,应用机械能守恒定律,解,： （,3,）,应用转动动能公式,