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《大学物理CI》作业No.01 质点运动学讲解

《大学物理CI》作业No.01 质点运动学讲解
《大学物理CI》作业No.01 质点运动学讲解

本习题版权归西南交大理学院物理系所有

《大学物理 CI 》作业 No.01 质点运动学

班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______

一、选择题

1.一小球沿斜面向上运动,其运动方程为 2108t t S -+=(SI ,则小球运动到斜面最高点的时刻应是

[ ] (A s 4=t

(B s 2=t (C s 8=t

(D s 5=t

解 :小球运动速度大小 t t

s v 210d d -==

当小球运动到最高点时有 0=v ,即 0210=-=t v , s (5=t 故选 D

2.如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动。设该人以匀速率 0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是

[ ] (A 匀加速运动 (B 匀减速运动 (C 变加速运动

(D 变减速运动

(E 匀速直线运动

解:以水面和湖岸交点为坐标原点建立坐标系如图所示, 且设定滑轮到湖面高度为 h , 则小船在任一位置绳长为 2

2x h l += 题意匀速率收绳有

02

2

d d d d v t

x x

h x t

l =+-

=

故小船在任一位置速率为

x

x h v t

x 2

2

d d +-= 小船在任一位置加速度为 32

2

20

2

2

2d d x

x

h v

t

x a +-==

, 因加速度随小船位置变化, 且

与速度方向相同,故小船作变加速运动。选 C 3.一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

2

2d d d d ??

???+?????t y t x

解:由速度定义 t r v d d

= 及其直角坐标系表示 j t

y i t x j v i v v y x d d d d +=+=可得速度大

小为 2

2d d d d ??

???+?????=

t y t x v

选 D

4.一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为 v

,瞬时速率为 v ,某一段时间内的平均速度为 v ,平均速率为 v ,它们之间的关系必定有

[ ] (A v v v v ==

, (B v v v v =≠

, (C v v v v ≠=

,

(D v v v v ≠≠

,

解 :根据定义,瞬时速度为 t r v d d

=,瞬时速率为 t

s v d d =,由于 s r d d = ,所以 v v = 。

平均速度t r v ??= ,平均速率 t

s ??=,由于一般情况下s r ?≠? ,所以v ≠。选 C

5. 以下几种说法中正确的是 [ C ]

(A质点某瞬时速度是, 2 m / s说明它在此后 1 s内一定经过 2 m的路程, (B斜上抛的物体,在最高点的速度最小,加速度最大。 (C物体作曲线运动时,有可能在某时刻的法向加速度为零。 (D物体加速度越大,则速度越大。 6.一飞机相对空气的速度大小为 1

h km 200-?,风速为 1

h km 56-?,方向从西向东。地

面雷达测得飞机速度大小为 1

h

km 192-?,方向是

[ ] (A 南偏西 16.3° (B 北偏东 16.3°

(C 向正南或向正北 (D 西偏北 16.3°

(E 东偏南 16.3°

解:风速的大小和方向已知, 飞机相对于空气的速度和飞机对地的速度只知大小,不知方向。由相对速度公式

地空气空气机地机→→→+=v v v

如图所示。又由 2

2

2

20019256=+,所以地机地空气→→⊥v v ,

飞机应向正南或正北方向飞行。选 C

空气

机→v

空气→

二、填空题

1.一质点沿 x 轴作直线运动,它的运动方程为 32653t t t x -++=(SI, 则 1 质点在 t = 0时刻的速度大小 =

0v 1

s

m 5-?;

2 加速度为零时,该质点的速度大小 v = 1

s m 17-?。

解 :1 由质点运动方程得质点速度 2

3125d d t t t

x v -+==

(SI,

当 t = 0时, s (m510-?=v 2 质点的加速度为 t t

v a 612d d -==

(SI , 令 a = 0, 得 t = 2 (s。将 t =2s代入速度

公式 , 得加速度为零时刻的速度 172321252=?-?+=v (1

s m -?。

2. 在 x 轴上作变加速直线运动的质点, 已知其初速度为 0v , 初始位置为 x 0, 加速度 2

Ct

a =(其中 C 为常量 ,则其速度与时间的关系为 =v _________________________,运动学方程为 =x __________________。解 : 本题属于运动学第二类问题,由 2

d d Ct t

v a ==得?

?=

t

v

v t Ct v 0

2

d d 0

速度与时间的关系 3

03

1Ct v v +=

再由 3

03

1d d Ct v t

x v +

==

得?

?+

=

t

x

x t Ct v x 0

3

0d 3

1(d 0

运动学方程 4

0012

1Ct t v x x +

+=

3. 飞轮作加速转动时,轮边缘上一点的运动方程为 3

1. 0t s =(SI 。飞轮半径为 2m 。当此点的速率 v = 301

s

m -?时 , 其切向加速度为 2

s

m 6-? , 法向加速度为

2

s

m 450-?。

解 :由运动方程 3

1. 0t s =可得速率 2

3. 0d d t t

s v ==

,切向加速度t a 6. 0=τ,

当 -1

s m 30?=v 时, s (103

. 030==

t ,此时切向加速度 s (m6106. 02-?=?=τa ,法向加速度 s (m4502

302

2

2

-?==

=R

v

a n 。

4. 一船以速度 0v 在静水湖中匀速直线航行,一乘客以初速 1v

在船中竖直向上抛出一石

子, 则站在岸上的观察者看石子运动的轨迹是 , 取抛出点为原点, x 轴沿 0v

方向, y 轴沿竖直向上方向,石子的轨迹方程是。解:站在岸上的观察者看石子运动的轨迹是抛物线 , 取抛出点为原点, x 轴沿 0v

方向, y 轴沿竖直向上方向,则

石子运动的参数方程为??

?

??-==2

1021

gt t v y t

v x , 消去时间参数 t ,

得石子运动的轨迹方程是 2

20

12x v

g x v v y -=

5. 当一列火车以 10 m/s的速率向东行驶时, 若相对于地面竖直下落的雨滴在列车的窗子上形成的雨迹偏离竖直方向 30°, 则雨滴相对于地面的速率是

______________________;

相对于列车的速率是 ____________________。

解:由题意可画出各速度矢量如右图所示 , 它们构成直角三角形且

地火火雨地雨→→→+=v v v

故雨滴相对于地面的速率s /m (3. 1730tg /10==→

地雨 v 雨滴相对于列车的速率s /m (2030sin /10==→

火雨 v 三、计算题

1. 一质点在 O-xy 平面内运动,运动方程为 t x 2=和 2

219t y -=。

求(1在第 2秒内质点的平均速度大小 ? (2 2秒末的瞬时速度大小? 解: (1在第 2秒内 , 质点位移的 y x 、分量分别为

m 2122212=?-?=-=?x x x

(

(m 612192

2192

2

12-=?--?-=-=?y y y

平均速度大小为

(1

2

2

2

2

s

m 32. 66212-?=-+=

-?+?=??=

y x t

r

(2由 , , 4d d , 2d d 2 2

y x

y x v v v t t

y v t

x v +=

-==

==

, s 2时 =t (1

2

2

2s

m 25. 882-?=-+=

v

火雨→v

雨→地

火→v 1

v

v o

2. 一物体作如图所示的斜抛运动,测得在轨道 A 点处速度 v

的大小为 v ,其方向与水平方向夹角成 30°。求物体在 A 点的切向加速度的大小和轨道的曲率半径? 解 :抛体运动的加速度大小为 g ,方向向下。由矢量分解:

切向加速度的大小为 260cos g g a -=-= τ 法向加速度的大小为 g g v

a n 2

330

cos 2

=

==

ρ

所以轨道的曲率半径 g

v a v

n

3322

2

=

=

ρ

3.一辆带篷的卡车,雨天在平直公路上行驶,司机发现:车速过小时,雨滴从车后斜向落入车内;车速过大时,雨滴从车前斜向落入车内。已知雨滴相对地面的速度大小为 v , 方向与水平面夹角为α,试问:

(1车速为多大时,雨滴恰好不落入车内?

(2此时雨滴相对车厢的速度为多大? 要求画出相应矢量图说明。

解:(1根椐相对运动速度规律有车地地雨车雨 ---+=v v v , 则根据题意,相应矢量图如图。则要使雨滴恰好不落入车内,由

矢量示意图知:车速与雨滴在水平方向的分量相等,即

ααcos cos v v v ==-地雨车

(2此时雨滴相对车厢的速度大小由矢量示意图知:

sin v v α=雨 -车方向与车顶篷垂直竖直向下。

地 -地

雨 -车

雨 -v

地-

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

工科物理大作业01-质点运动学

01 01 质点运动学 班号467641725 学号 姓名 成绩 一、选择题 (在下列各题中,均给出了4个~6个答案,其中有的只有1个是正确答案,有的则有几个是正确答案,请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内) 1.在下列关于质点运动的表述中,不可能出现的情况是 A .一质点具有恒定的速率,但却有变化的速度; B .一质点向前的加速度减少了,其前进速度也随之减少; C .一质点加速度值恒定,而其速度方向不断改变; D .一质点具有零速度,同时具有不为零的加速度。 ( B ) [知识点] 速度v 与加速度a 的关系。 [分析与解答] 速度v 和加速度a 是矢量,其大小或方向中任一项的改变即表示速度或加速度在变化,且当速度与加速度间的方向呈锐角时,质点速率增加,呈钝角时速率减少。 因为质点作匀速运动时速率不变,但速度方向时时在变化,因此,A 有可能出现, 抛体运动(或匀速圆周运动)就是加速度值(大小)恒定,但速度方向不断改变的情形,故C 也有可能出现。 竖直上抛运动在最高点就是速度为零,但加速度不为零的情形,故D 也有可能出现。 向前的加速度减少了,但仍为正值,此时仍然与速度同方向,故速度仍在增大,而不可能减少,故选B 。 2. 在下列关于加速度的表述中,正确的是: A .质点沿x 轴运动,若加速度a < 0,则质点必作减速运动; B .质点作圆周运动时,加速度方向总是指向圆心; C .在曲线运动中,质点的加速度必定不为零; D .质点作曲线运动时,加速度方向总是指向曲线凹的一侧; E .若质点的加速度为恒失量,则其运动轨迹必为直线; F .质点作抛物运动时,其法向加速度n a 和切向加速度τa 是不断变化的,因此,加速度 22τn a a a +=也是变化的。 ( C 、D )

大学物理-质点运动学-习题及答案

第1章 质点运动学 习题及答案 1.|r ?|与r ? 有无不同t d d r 和dr dt 有无不同 t d d v 和dv dt 有无不同其不同在哪里试举例说明. 解: |r ?|与r ? 不同. |r ?|表示质点运动位移的大小,而r ?则表示质点运动时其径向长度的增量;t d d r 和dr dt 不同. t d d r 表示质点运动速度的大小,而dr dt 则表示质点运动速度的径向分量;t d d v 和dv dt 不同. t d d v 表示质点运动加速度的大小, 而dv dt 则表示质点运动加速度的切向分量. 2.质点沿直线运动,其位置矢量是否一定方向不变质点位置矢量方向不变,质点是否一定做直线运动 解: 质点沿直线运动,其位置矢量方向可以改变;质点位置矢量方向不变,质点一定做直线运动. 3.匀速圆周运动的速度和加速度是否都恒定不变圆周运动的加速度是否总是指向圆心,为什么 解: 由于匀速圆周运动的速度和加速度的方向总是随时间发生变化的,因此,其速度和加速度不是恒定不变的;只有匀速圆周运动的加速度总是指向圆心,故一般来讲,圆周运动的加速度不一定指向圆心. 4.一物体做直线运动,运动方程为23 62x t t =-,式中各量均采用国际单位制,求:(1)第二秒内的平均速度(2)第三秒末的速度;(3)第一秒末的加速度;(4)物体运动的类型。 解: 由于: 23 2621261212x(t )t t dx v(t )t t dt dv a(t )t dt =-==-==- 所以:(1)第二秒内的平均速度: 1(2)(1)4()21 x x v ms --==- (2)第三秒末的速度: 21 (3)1236318()v ms -=?-?=- (3)第一秒末的加速度: 2(1)121210()a ms -=-?=

01质点运动学作业答案

第一章 质点运动学 一. 选择题: [C ]1、[基础训练1]如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是 (A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动. (C) 变加速运动. (D) 变减速运动.(E) 匀速直线运动. 【提示】如图建坐标系,设船离岸边x 米, 222l h x =+,22dl dx l x dt dt =, 22dx l dl x h dl dt x dt x dt +==,0dl v dt =-, 可见,加速度与速度同向,且加速度随时间变化。 [B ]2、[基础训练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. 【提示】 4.50 s x vdt = ?,质点在x 轴上的位置即为这段时间内v-t 曲线下的面积的代数和: [B ]3、(自测提高3)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. 【提示】平均速度大小:0r v t ?= =?平均速率:2s R v t T ?==?π (注意定义式及符号的规范) [C ]4、[自测提高6]某物体的运动规律为t k t 2 d /d v v -=,式中的k 为大于零的常量.当 0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系是 (A) 0221v v +=kt , (B) 02 2 1v v +-=kt , (C)02121v v +=kt , (D) 0 21 21v v +-=kt 【提示】t k t 2 d /d v v -=,分离变量并积分,020 v t v dv ktdt v =-??,得021 21v v +=kt . x o x l h

1.质点运动学答案

质点运动学1 一、选择题 1、 分别以r 、s 、υ 和a 表示质点运动的位矢、路程、速度和加速度,下列表 述中正确的是 A 、r r ?=? B 、υ==dt ds dt r d C 、dt d a υ= D 、υ=dt dr [ B ] 2、 一质点沿Y 轴运动,其运动学方程为324t t y -=, 0=t 时质点位于坐标原 点,当质点返回原点时,其速度和加速度分别为 A 、116-?s m ,216-?s m B 、116-?-s m ,216-?s m C 、116-?-s m ,216-?-s m D 、116-?s m ,216-?-s m [ C ] 3、已知质点的运动方程为:θθcos cos 2Bt At x +=,θθsin sin 2Bt At y +=,式中 θ、、B A 均为恒量,且0>A ,0>B ,则质点的运动为: A .一般曲线运动; B .圆周运动; C .椭圆运动; D .直线运动; ( D ) [分析] 质点的运动方程为 22 cos cos sin sin x At Bt y At Bt θθ θθ?=+?=+? 由此可知 θtan =x y , 即 ()x y θtan = 由于=θ恒量,所以上述轨道方程为直线方程。 又 ()()???+=+=θθ sin cos Bt A v Bt A v y x 22 ???====恒量恒量 θθsin cos B a B a y x 22 由于0>A ,0>B ,显然v 与a 同号,故质点作匀加速直线运动。 4、质点在平面内运动,位矢为)(t r ,若保持0=dt dr ,则质点的运动是 A 、匀速直线运动 B 、 变速直线运动

大学物理练习题1(运动学)

大学物理练习题1:“力学—运动学” 一、选择题 1、以下哪种情况不可以把研究对象看作质点( A )。 A 、地球自转; B 、地球绕太阳公转; C 、平动的物体; D 、物体的形状和线度对研究问题的性质影响很小。 2、下面对质点的描述正确的是( C )。 ①质点是忽略其大小和形状,具有空间位置和整个物体质量的点;②质点可近视认为成微观粒子;③大物体可看作是由大量质点组成;④地球不能当作一个质点来处理,只能认为是有大量质点的组合;⑤在自然界中,可以找到实际的质点。 A 、①②③; B 、②④⑤; C 、①③; D 、①②③④。 3、一质点作直线运动的速度图线为左下图所示,下列右下图位移图线中,哪一幅正确地表示了该质点的运动规律?( D ) 4、质点沿x 轴运动的加速度与时间的关系如图所示,由图可求出质点的( B )。 A 、第6秒末的速度; B 、前6秒内的速度增量; C 、第6秒末的位置; D 、前6秒内的位移。 5、某物体的运动规律为t kV dt dV 2-=(式中k 为常数)。当0=t 时,初速率为0V ,则V 与时间t 的函数关系为( C )。 A 、022 1V kt V += ; B 、0221V kt V +-=; C 、021211V kt V +=; D 、021211V kt V +-=θ。

6、质点作曲线运动,在时刻t 质点的位矢为r ,t 至)(t t ?+时间内的位移为r ?,路程为s ?, 位矢大小的变化量为r ?。根据上述情况,则必有:( D )。 A 、r s r ?=?=? ; B 、r s r ?≠?≠? ,当0→?t 时有dr ds r d == ; C 、r s r ?≠?≠? ,当0→?t 时有ds dr r d ≠= ; D 、r s r ?≠?≠? ,当0→?t 时有dr ds r d ≠= 。 7、一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为ν ,瞬时速率为ν,平均速度为ν ,平均速率为ν,它们之间必有如下关系( D )。 A 、νννν== , ; B 、νννν=≠ , ; C 、νννν≠≠ , ; D 、νννν≠= , 。 8、下面对运动的描述正确的是( C )。 A 、物体走过的路程越长,它的位移也越大; B 、质点在时刻t 和t t ?+的速度分别为1v 和2v ,则在时间t ?内的平均速度为2 21v v +; C 、若物体的加速度为恒量(即其大小和方向都不变),则它一定作匀变速直线运动; D 、在质点的曲线运动中,加速度的方向和速度的方向总是不一致的。 9、下面正确的表述是( B )。 A 、质点作圆周运动,加速度一定与速度垂直; B 、物体作直线运动,法向加速度必为零; C 、轨道最弯处,法向加速度最大; D 、某时刻的速率为零,切向加速度必为零。 10、下列几种运动形式,哪一种运动是加速度矢量a 保持不变的运动?( C )。 A 、单摆运动; B 、匀速度圆周运动; C 、抛体运动; D 、以上三种运动都是a 保持不变的运动。 11、一个质点在做圆周运动时,有( B )。 A 、切向加速度一定改变,法向加速度也改变; B 、切向加速度可能不变,法向加速度一定改变; C 、切向加速度可能不变,法向加速度不变; D 、切向加速度一定改变,法向加速度不变。

大学物理习题精选-答案解析-第2章质点动力学

质点动力学习题答案 2-1一个质量为P 的质点,在光滑的固定斜面(倾角为α)上以初速度0v 运动,0v 的方向 与斜面底边的水平线AB 平行,如图所示,求这质点的运动轨道. 解: 物体置于斜面上受到重力mg ,斜面支持力N .建立坐标:取0v 方向为X 轴,平行 斜面与X 轴垂直方向为Y 轴.如图2-1. 图2-1 X 方向: 0=x F t v x 0= ① Y 方向: y y ma mg F ==αsin ② 0=t 时 0=y 0=y v 2sin 2 1 t g y α= 由①、②式消去t ,得 22 sin 21 x g v y ?= α 2-2 质量为m 的物体被竖直上抛,初速度为0v ,物体受到的空气阻力数值为f KV =,K 为 常数.求物体升高到最高点时所用时间及上升的最大高度. 解:⑴研究对象:m ⑵受力分析:m 受两个力,重力P 及空气阻力f ⑶牛顿第二定律: 合力:f P F += a m f P =+ y 分量:dt dV m KV mg =-- dt KV mg mdV -=+? 即 dt m KV mg dV 1 -=+ ??-=+t v v dt m KV mg dV 01

dt m KV mg KV mg K 1ln 10-=++ )(0KV mg e KV mg t m K +?=+- mg K e KV mg K V t m K 1 )(10-+=?- ① 0=V 时,物体达到了最高点,可有0t 为 )1ln(ln 000mg KV K m mg KV mg K m t +=+= ② ∵ dt dy V = ∴ Vdt dy = dt mg K e KV mg K Vdt dy t t m K t y ??? ?? ????-+==-0000 1)(1 mgt K e KV mg K m y t m K 11)(02-??????-+-=- 021 ()1K t m m mg KV e mgt K K -+--??=???? ③ 0t t = 时,max y y =, )1ln(11)(0)1ln(02max 0mg KV K m mg K e KV mg K m y mg KV K m m K + ?-????????-+=+?- )1ln(1 1)(0 22 02mg KV g K m mg KV mg KV mg K m +-?? ??? ? ?????? +-+= )1ln()(022 0002mg KV g K m KV mg KV KV mg K m +-++= )1ln(0 220mg KV g K m K mV +-= 2-3 一条质量为m ,长为l 的匀质链条,放在一光滑的水平桌面,链子的一端由极小的一 段长度被推出桌子边缘,在重力作用下开始下落,试求链条刚刚离开桌面时的速度.

大学物理第一章质点运动学习题解(详细、完整)

第一章 质点运动学 1–1 描写质点运动状态的物理量是 。 解:加速度是描写质点状态变化的物理量,速度是描写质点运动状态的物理量,故填“速度”。 1–2 任意时刻a t =0的运动是 运动;任意时刻a n =0的运动是 运动;任意时刻a =0的运动是 运动;任意时刻a t =0,a n =常量的运动是 运动。 解:匀速率;直线;匀速直线;匀速圆周。 1–3 一人骑摩托车跳越一条大沟,他能以与水平成30°角,其值为30m/s 的初速从一边起跳,刚好到达另一边,则可知此沟的宽度为 ()m/s 102=g 。 解:此沟的宽度为 m 345m 10 60sin 302sin 220=??==g R θv 1–4 一质点在xoy 平面运动,运动方程为t x 2=,229t y -=,位移的单位为m ,试写出s t 1=时质点的位置矢量__________;s t 2=时该质点的瞬时速度为__________,此时的瞬时加速度为__________。 解:将s t 1=代入t x 2=,229t y -=得 2=x m ,7=y m s t 1=故时质点的位置矢量为 j i r 72+=(m ) 由质点的运动方程为t x 2=,229t y -=得质点在任意时刻的速度为 m/s 2d d ==t x x v ,m/s 4d d t t x y -==v s t 2=时该质点的瞬时速度为 j i 82-=v (m/s ) 质点在任意时刻的加速度为 0d d ==t a x x v ,2m/s 4d d -==t a y y v s t 2=时该质点的瞬时加速度为j 4-m/s 2 。

1质点运动学答案

质点运动学 1.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为(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. 答案:B 2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. 答案:B 3.一个质点在做匀速率圆周运动时() A.切向加速度改变,法向加速度也改变. B.切向加速度不变,法向加速度改变. C.切向加速度不变,法向加速度也不变. D.切向加速度改变,法向加速度不变. 答案:B 4.{ 一质点沿x方向运动,其加速度随时间变化关系为 a=3+2t(SI), 如果初始时质点的速度v 0为5 m/s,则当t为3s时,质点的速度 v=_________________. } 答案:23m/s 5.{ 一辆作匀加速直线运动的汽车,在6s内通过相隔60 m远的两点,已知汽车经过第二点时的速率为15m/s,则(1)汽车通过第一点时的速率v1=___________________; (2)汽车的加速度a=___________________________. } 答案:5.00 m/s|1.67 m/s2 6.{ 一质点作半径为0.1 m的圆周运动,其角位置的运动学方程为: (SI) 则其切向加速度为=_____________________. } 答案:0.1m/s2 7.{ 试说明质点作何种运动时,将出现下述各种情况: (1);__________________________________ (2),a n=0;__________________________________ at、a n分别表示切向加速度和法向加速度。 } 答案:变速率曲线运动|变速率直线运动

大学物理-质点运动学(答案)

第一章 力和运动 (质点运动学) 一. 选择题: [ B ]1、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 = s 时, 质点在x 轴上的位置为 (A) 5m . (B) 2m . (C) 0. (D) 2 m . (E) 5 m. (1 2.5)22(21)122()x m =+?÷-+?÷=提示: [ C ]2、如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖 中的船向岸边运动.设该人以匀速率0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是 (A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动. (C) 变加速运动. (D) 变减速运动. (E) 匀速直线运动. 提示:如图建坐标系,设船离岸边 x 米, 222l h x =+ 22dl dx l x dt dt = 22 dx l dl x h dl dt x dt x dt +== 0dl v dt =- 220dx h x v i v i dt x +==-r r r 2203v h dv dv dx a i dt dx dt x ==?=-r r r r [ D ]3、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 1 4.5432.52-112 t (s) v (m/s) v ? x o

(A) t r d d (B) t r d d ? (C) t r d d ? (D) 2 2 d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 提示:22 , dx dy dx dy v i j v dt dt dt dt ??????=+ ∴=+ ? ? ???????r r v [ B ]4、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) 2R /T , 2R/T . (B) 0 , 2R /T (C) 0 , 0. (D) 2R /T , 0. 提示:平均速度大小:0r v t ?==?v r 平均速率:2s R v t T ?= =?π [ B ]5、在相对地面静止的坐标系内,A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶,A 船沿x 轴正向,B 船沿y 轴正向.今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i ?、j ? 表示),那么在A 船上的坐标系中,B 船的速度(以m/s 为单位)为 (A) 2i ?+2j ?. (B) 2i ?+2j ?. (C) -2i ?-2j ?. (D) 2i ?-2j ? . 提示:2(2)B A B A v v v j i →→→=+=+-r r r r r 地地 [ D ]6、某人骑自行车以速率v 向西行驶,今有风以相同速率从北偏东30o 方向 吹来,人感到风从哪个方向吹来 (A)北偏东30 (B)北偏西60 (C) 北偏东60 (D) 北偏西30 提示:根据v r 风对人=v r 风对地+v r 地对人,三者的关系如图所示:这是个等边三角形,∴人感到风从北偏西300方向吹来。 二. 填空题 v r 风对人 v r 地对人 v r 风对地

第一章质点运动学作业答案

一. 选择题: [ C ]1、[基础训练1]如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是 (A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动. (C) 变加速运动. (D) 变减速运动. (E) 匀速直线运动. 【答】如图建坐标系,设船离岸边x 米, 222l h x = +,22dl dx l x dt dt =, dx l dl dt x dt ==0 dl v dt =-, 2 2 0dx h x v i v i dt += =- 2203v h dv dv dx a i dt dx dt x ==?=-,可见,加速度与速度同向,且加速度随时间变化。 [ D ]2、[基础训练3] 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) 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 【答】, dx dy v i j v dt dt =+∴= [ C ]3、[基础训练6] 一飞机相对空气的速度大小为 200 km/h, 风速为56 km/h ,方向从西向东.地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h ,则飞机飞行方向是 (A) 南偏西°;(B) 北偏东°; v →机地 v →空气地 v →空气地 空气 v →机地

(C) 向正南或向正北; (D) 西偏北°; (E) 东偏南°. 【答】根据三个速率的数值关系,以及伽利略速度变换式=+v v v →→→机地机空气空气地,可以画出三个速度之间的矢量关系,如图所示。 =200km/h, 56/, =192km/h km h v v v →→→=机空气空气地机地,根据余弦定理, 222200=56192256192cos θ+-??,解得:cos =0θ,所以=2 π θ± . [ B ]4、(自测提高3)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) 2R /T , 2R/T . (B) 0 , 2R /T (C) 0 , 0. (D) 2R /T , 0. 【答】平均速度大小:0r v t ?= =? 平均速率:2s R v t T ?==?π [ C ] 5、[自测提高6]某物体的运动规律为t k t 2 d /d v v -=,式中的k 为大于零的常 量.当0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系是 (A) 0221v v += kt , (B) 022 1 v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 0 21 21v v + -=kt 【答】t k t 2 d /d v v -=,分离变量并积分,020 v t v dv ktdt v =-??,得02121v v +=kt . [ B ]6、[自测提高7]在相对地面静止的坐标系内,A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶, A 船沿x 轴正向, B 船沿y 轴正向.今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i 、j 表示),那么在A 船上的坐标系中,B 船的速度(以m/s 为单位)为 (A) 2i +2j . (B) 2i +2j . (C) -2i -2j . (D) 2i -2j . 【答】B A 对v =B 对v 地+A 对v 地 =B 对v 地-A 对v 地 =2222 (/)j i i j m s -=-+. 二. 填空题

大学物理习题精选-答案——第2章 质点动力学之欧阳语创编

质点 动力学习题答案 2-1一个质量为P 的质点,在光滑的固定斜面(倾角为α) 上以初速度0v 运动,0v 的方向与斜面底边的水平线AB 平行,如图所示,求这质点的运动轨道. 解: 物体置于斜面上受到重力mg ,斜面支持力N .建立坐标:取0v 方向为X 轴,平行斜面与X 轴垂直方向为Y 轴.如图2-1. 图2-1 X 方向: 0=x F t v x 0=① Y 方向: y y ma mg F ==αsin ② 0=t 时 0=y 0=y v 由①、②式消去t ,得 2-2 质量为m 的物体被竖直上抛,初速度为0v ,物体受到的空气阻力数值为f KV =,K 为常数.求物体升高到最高点 时所用时间及上升的最大高度. 解:⑴研究对象:m ⑵受力分析:m 受两个力,重力P 及空气阻力f ⑶牛顿第二定律: 合力:f P F += y 分量:dt dV m KV mg =-- 即dt m KV mg dV 1-=+ mg K e KV mg K V t m K 1)(10-+=?-①

0=V 时,物体达到了最高点,可有0t 为 )1ln(ln 000mg KV K m mg KV mg K m t +=+=② ∵dt dy V = ∴Vdt dy = 021()1K t m m mg KV e mgt K K -+--??=????③ 0t t =时,max y y =, 2-3 一条质量为m ,长为l 的匀质链条,放在一光滑的水平 桌面,链子的一端由极小的一段长度被推出桌子边 缘,在重力作用下开始下落,试求链条刚刚离开桌 面时的速度. 解:链条在运动过程中,其部分的速度、加速度均相同, 沿链条方向,受力为 m xg l ,根据牛顿定律,有 图2-4 通过变量替换有 m dv xg mv l dx = 0,0x v ==,积分00 l v m xg mvdv l =?? 由上式可得链条刚离开桌面时的速度为v gl = 2-5 升降机内有两物体,质量分别为1m 和2m ,且2m =21m .用 细绳连接,跨过滑轮,绳子不可伸长,滑轮质量及一切摩擦都忽略不计,当升降机以匀加速a = 12 g 上升时,求:(1) 1m 和2m 相对升降机的加速度.(2)在地面上观察1m 和 2m 的加速度各为多少? 解: 分别以1m ,2m 为研究对象,其受力图如图所示. (1)设2m 相对滑轮(即升降机)的加速度为a ',则2m 对地加速

第1章 质点运动学答案

第一章 __________ 学号 ____________《大学物理Ⅰ》答题纸姓名 第一章质点运动学 : 选择题一. B时,=0曲线如图所示,如tx轴作直线运动,其v?t ]1、[基础训练2]一质点沿[则t=4.5 s时,质点在x轴上的位置为质点位于坐标原点,(m/s)v (B) 2m.(A) 5m. (D) ?2 m.(C) 0. 5 m. (E) ?2v-t轴上的位置即为这段时间内【提示】质点在 x12.54.5(s)t图曲线下的面积的代数和。O43211?s4.5 ?)2(m1?2?2?2?(2?1)?x?vdt?(1?2.5)?0 D v r a表示[]2、基础训练4] 质点作曲线运动,表示速度,[表示位置矢量, a表示切向加速度分量,下列表达式中,加速度,s表示路程,t v?dtd t?adr/d v/,(2) , (1) a?d v/dt v t?ds/d ,(3) (4) .t(4)(1)、是对的.(B) 只有(2)、(4)是对的.(A) 只有只有(3)是对 的.(D) (C) 只有(2)是对的.v dds v??a即可判断。【提示】根据定义式,t tdd t A。1 km两个码头,相距5] 一条河在某一段直线岸边同侧有A、[B ]3、[基础训练4 返回。甲划船前去,船相对河水的速度为,再立即由B甲、乙两人需要从码头A到码头B,则到B.如河水流速为2 km/h, 方向从Akm/h;而乙沿岸步行,步行速度也为4 km/h 甲和乙同时回到A.A.(B) (A) 甲比乙晚10分钟回到A.(D) 甲比乙早2分钟回到A.甲 ???? 比乙早(C) 10分钟回到21km1km 【提示】甲:;) (?h??t?t?t AA?甲BB?3/2hkm/hkm424??11km?22t?t?t?t??(h)乙:;B乙AA?B?AB?24hkm/1?tt??10 (min)?t? (h)∴乙甲6 B 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为[自测提高2]]4、

大学物理第1章质点运动学知识点复习及练习

第1章质点运动学(复习指南) 一、基本要求 掌握参考系、坐标系、质点、运动方程与轨迹方程得概念,合理选择运动参考系并建立直角坐标系,理解将运动对象视为质点得条件、 掌握位矢、位移、速度、加速度得概念;能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时得位移、平均速度、速度与加速度、会计算相关物理量得大小与方向、 二、基本内容 1.位置矢量(位矢) 位置矢量表示质点任意时刻在空间得位置,用从坐标原点向质点所在点所引得一条有向线段,用表示.得端点表示任意时刻质点得空间位置.同时表示任意时刻质点离坐标原点得距离及质点位置相对坐标轴得方位.位矢就是描述质点运动状态得物理量之一.对应注意: (1)瞬时性:质点运动时,其位矢就是随时间变化得,即.此式即矢量形式得质点运动方程. (2)相对性:用描述质点位置时,对同一质点在同一时刻得位置,在不同坐标系中可以就是不相同得.它表示了得相对性,也反映了运动描述得相对性. (3)矢量性:为矢量,它有大小,有方向,服从几何加法.在平面直角坐标系系中 位矢与x轴夹角正切值 ? 质点做平面运动得运动方程分量式:,. 平面运动轨迹方程就是将运动方程中得时间参数消去,只含有坐标得运动方程、 2.位移 得大小?. 注意区分:(1)与,前者表示质点位置变化,就是矢量,同时反映位置变化得大小与方位.后者就是标量,反映从质点位置到坐标原点得距离得变化.(2)与,表示时间内质点通过得路程,就是标量.只有当质点沿直线某一方向前进时两者大小相同,或时,. 3.速度 定义,在直角坐标系中 得方向:在直线运动中,表示沿坐标轴正向运动,表示沿坐标轴负向运动. 在曲线运动中,沿曲线上各点切线,指向质点前进得一方.

最新第一章 质点运动学作业答案

一. 选择题: [ C ]1、[基础训练1]如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动 是 (A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动. (C) 变加速运动. (D) 变减速运动. (E) 匀速直线运动. 【答】如图建坐标系,设船离岸边x 米, 222l h x =+,22dl dx l x dt dt =, dx l dl dl dt x dt x dt ==,0dl v dt =-, 2 2 0dx h x v i v i dt x +==- 2203v h dv dv dx a i dt dx dt x ==?=-,可见,加速度与速度同向,且加速度随时间变化。 [ D ]2、[基础训练3] 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 【答】, dx dy v i j v dt dt =+∴= [ C ]3、[基础训练6] 一飞机相对空气的 速度大小为 200 km/h, 风速为56 km/h ,方向从 西向东.地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h ,则飞机飞行方向是 (A) 南偏西16.3°;(B) 北偏东16.3°; (C) 向正南或向正北; (D) 西偏北16.3°; (E) 东偏南16.3°. 【答】根据三个速率的数值关系,以及伽利略速度变换式=+v v v →→→机地机空气空气地,可以画出三个速度之间的矢量关系,如图所示。 =200km/h, 56/, =192km/h km h v v v →→→=机空气空气地机地,根据余弦定理, v →机地v →空气地v →空气地 空气 v →机地 θ

高三年级物理质点运动学专题复习汇总

学科:物理 教学内容:第一章高三物理复习质点运动学 一、考纲要求 1.位移、路程、速度、速率、加速度、平均速度、瞬时速度的概念;质点模型 2.匀速直线运动和匀变速直线运动的速度公式和位移公式;速度图像和位移图像 3.运动的合成和分解 4.曲线运动中质点的速度方向 5.抛体运动(竖直上抛运动和平抛运动)的规律 6.简谐运动,简谐运动的振幅、周期和频率;简谐运动图像 7.弹簧振子和单摆模型,单摆的周期公式;简谐运动的条件,用单摆测重力加速度g 8.波动;横波和纵波;横波的图像;波长、频率和波速之间的关系。 f a=

at 2 →?? ???==220121at S t v S 三、知识点、能力点提示 1.通过对速度v ,速度改变量Δv 和加速度a=Δv/Δt 的理解,弄清它们的区别 2.理解速度、速率和平均速度,明确它们的区别 3.掌握匀变速直线运动的基本规律,并能熟练地推导出几个有用的推论,即 ?????-=→+=→??→????+=+=20 202002)(2121v vt aS v v v at t v S at v v t t 导出 4.由以上基本规律和推论,熟练证明以下重要的结论,并能运用这些结论灵活解答具体问题 : (1)做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等时间内的位移之差为恒量,即 ΔS=S n -S n-1=aT 2=恒量 (2)做匀变速直线运动的物体,在一段时间内的平均速度,等于这段时间中间时刻的瞬时速 度,即 v 21=v = 2 1(v o +v t ) (3)关于初速度等于零的匀加速直线运动(T 为等分时间间隔),有以下特点: ▲1T 末、2T 末、3T 末……瞬时速度之比 v 1∶v 2∶v 3∶……∶v n =1∶2∶3∶……∶n ▲1T 内、2T 内、3T 内……位移之比 S 1∶S 2∶S 3……:S n =12∶22∶32∶……∶n 2 ▲第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内……位移之比

01 质点运动学(1)作业解答

第一章 质点运动学 一、选择题 [ D ]1、[基础训练3] 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) 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 【答】2 2 , dx dy dx dy v i j v dt dt dt dt ???? =+∴=+ ? ????? [ C ]2、[基础训练6] 一飞机相对空气的 速度大小为 200 km/h ,风速为56 km/h ,方向从 西向东。地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h ,则飞机飞行方向是 (A) 南偏西16.3°;(B) 北偏东16.3°; (C) 向正南或向正北; (D) 西偏北16.3°; (E) 东偏南16.3°. 【答】根据三个速率的数值关系,以及伽利略速度变换式=+v v v →→→机地机空气空气地,可以画出三个速度之间的矢量关系,如图所示。 =200km/h, 56/, =192km/h km h v v v →→→=机空气空气地机地,根据余弦定理, 222200=56192256192cos θ+-??,解得:cos =0θ,所以=2 π θ± . [ C ]3、[自测提高1]如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是 (A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动. (C) 变加速运动. (D) 变减速运动. (E) 匀速直线运动. 【答】如图建坐标系,设船离岸边x 米, 222l h x =+,22dl dx l x dt dt =, 22dx l dl x h dl dt x dt x dt +==,0dl v dt =-, 2 2 0x dx h x v v dt x +==- v →机地v →空气地v →机空气 v →空气地 v →机空气 v →机地 θθ v x o x l h

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

大学物理-质点运动学(答案)

大学物理-质点运动学 (答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第一章 力和运动 (质点运动学) 一. 选择题: [ B ]1、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. (1 2.5)22(21)122()x m =+?÷-+?÷=提示: [ C ]2、如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率0v 收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是 (A) 匀加速运动. (B) 匀减速运动. (C) 变加速运动. (D) 变减速运动. (E) 匀速直线运动. 提示:如图建坐标系,设船离岸边x 米, 222l h x =+ 22dl dx l x dt dt = 22dx l dl x h dl dt x dt x dt +== 0dl v dt =- 22 0dx h x v i v i dt x +==- 2203v h dv dv dx a i dt dx dt x ==?=- [ D ]3、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 1 4.54 32.52 -1 12t (s) v (m/s) v x o

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