大学物理学(第三版~)第二章课后答案~.doc
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1、|习题 22.1 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:保守力作正功时,系统内相应的势能增加。质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。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)、是正确的。(B)、是正确的
2、。(C)只有是正确的。(D)只有是正确的。答案:C2.2 填空题(1) 某质点在力 (SI)的作用下沿 x 轴作直线运动。在从 x=0 移动到 x=10mixF)54(的过程中,力 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: 22;vsg(3) 在光滑的水平面内有两个物体 A 和 B,已知 mA=2mB。 (a)物体 A 以一定的动能 Ek 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
3、的动能 Ek 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;3kkE2.3 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。2.4 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;
4、(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。2.5 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。2.6 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。2.7 一细绳跨过一定
5、滑轮,绳的一边悬有一质量为 的物体,另一边穿在质量为 的圆1m2m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 下滑,求 , 相对于地面的加速度、绳的张力及柱体与绳子间的摩a1m2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 ,其对于 则为牵连加速度,又知1a2m对绳子的相对加速度为 ,故 对地加速度, 2ma2|题 2.7 图由图(b)可知,为 a12又因绳的质量不计,所以圆柱体受到的摩擦力 在数值上等于绳的张力 ,由牛顿定律,f T有11amTg22联立、式,得 211212)()magTf
6、aag讨论 (1)若 ,则 表示柱体与绳之间无相对滑动0a21a(2)若 ,则 ,表示柱体与绳之间无任何作用力,此时 , 均作自由g2fT 1m2落体运动2.8 一个质量为 的质点,在光滑的固定斜面(倾角为 )上以初速度 运动, 的方向P0v0与斜面底边的水平线 平行,如图所示,求这质点的运动轨道AB解: 物体置于斜面上受到重力 ,斜面支持力 .建立坐标:取 方向为 轴,平行斜mgN0X面与 轴垂直方向为 轴.如题 2.8 图.XY题 2.8 图方向: X0xFtvx0方向: Y yymagsin|时 0t 0y0yv2sin1tg由、式消去 ,得t 220sixvy2.9 质量为16 kg
7、的质点在 平面内运动,受一恒力作用,力的分量为 6 xOxfN, -7 N,当 0时, 0, -2 ms -1, 0求当 2 s时质点的(1)yftyxvyvt位矢;(2)速度解: 2sm8316fax27fy(1) 2 1035 2ms847 16xxyyvadt 于是质点在 时的速度s2 1s845jiv(2) 221()3174()48617m4xxyrtaitjjij2.10 质点在流体中作直线运动,受与速度成正比的阻力 ( 为常数)作用, =0时质点kvt的速度为 ,证明(1) 时刻的速度为 ;(2) 由0到 的时间内经过的距离为0vtvtmke)(0t( )1- ;(3)停止运动前
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