大学物理学(第三版)第二章课后答案.doc
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1、大学物理学(第三版)第二章课后答案习题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
2、正确的。(B)、是正确的。(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=10m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:(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
3、为。答案:2.3 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;(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
4、)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柱体的竖直细孔中,圆柱可沿绳子滑动今看到绳
5、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,又知对绳子的相对加速度为,故对地加速度, 题2.7图由图(b)可知,为 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,有 联立、式,得讨论 (1)若,则表示柱体与绳之间无相对滑动(2)若,则,表示柱体与绳之间无任何作用力,此时, 均作自由落体运动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,的方向与斜面底边的水平线平行,如
6、图所示,求这质点的运动轨道解: 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,平行斜面与轴垂直方向为轴.如题2.8图.题2.8图方向: 方向: 时 由、式消去,得2.9 质量为16 kg 的质点在平面内运动,受一恒力作用,力的分量为6 N,-7 N,当0时,0,-2 ms-1,0求当2 s时质点的(1)位矢;(2)速度解: (1)于是质点在时的速度(2)2.10 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()1-;(3)停止运动前经过的距离为;(4)当时速度减至的,式中m为质点的质量答
7、: (1) 分离变量,得即 (2) (3)质点停止运动时速度为零,即t,故有 (4)当t=时,其速度为即速度减至的.2.11 一质量为的质点以与地的仰角=30的初速从地面抛出,若忽略空气阻力,求质点落地时相对抛射时的动量的增量解: 依题意作出示意图如题2.11图题2.11图在忽略空气阻力情况下,抛体落地瞬时的末速度大小与初速度大小相同,与轨道相切斜向下,而抛物线具有对轴对称性,故末速度与轴夹角亦为,则动量的增量为由矢量图知,动量增量大小为,方向竖直向下2.12 一质量为的小球从某一高度处水平抛出,落在水平桌面上发生弹性碰撞并在抛出1 s后,跳回到原高度,速度仍是水平方向,速度大小也与抛出时相等
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