大学物理教程(上)课后习题答案.doc

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1、--..--物理部分课后习题答案（标有红色记号的为老师让看的题）27页1-21-41-121-2质点的运动方程为，都以米为单位，以秒为单位，求：（1）质点的运动轨迹；（2）从到质点的位移的大小；（3）时，质点的速度和加速度。解：（1）由运动方程消去时间可得轨迹方程，将代入，有或（2）将和代入，有，位移的大小（3），当时，速度和加速度分别为m/s2word可编辑.--..--1-4设质点的运动方程为，式中的、均为常量。求（1）质点的速度；（2）速率的变化率。解　（1）质点的速度为（2）质点的速率为速率的变化率为　　　1-12质点沿半径为的圆周运动，其运动规律为。求质点在

2、时刻的法向加速度的大小和角加速度的大小。解　由于　　　　质点在时刻的法向加速度的大小为角加速度的大小为　　77页2-15,2-30，2-34，2-15设作用于质量的物体上的力，如果物体在这一力作用下，由静止开始沿直线运动，求在0到的时间内力对物体的冲量。解　由冲量的定义，有word可编辑.--..--2-21飞机着陆后在跑道上滑行，若撤除牵引力后，飞机受到与速度成正比的阻力（空气阻力和摩擦力）（为常数）作用。设撤除牵引力时为，初速度为，求（1）滑行中速度与时间的关系；（2）到时间内飞机所滑行的路程；（3）飞机停止前所滑行的路程。解　（１）飞机在运动过程中只受到阻力作用

3、，根据牛顿第二定律，有即　　　　　　　　　　两边积分，速度与时间的关系为2-31一质量为的人造地球卫星沿一圆形轨道运动，离开地面的高度等于地球半径的2倍（即），试以和引力恒量及地球的质量表示出：（1）卫星的动能；（2）卫星在地球引力场中的引力势能.解(1)人造卫星绕地球做圆周运动，地球引力作为向心力，有卫星的动能为　　　　（２）卫星的引力势能为　　　2-37一木块质量为，置于水平面上，一质量为的子弹以的速度水平击穿木块，速度减为，木块在水平方向滑行了后停止。求：（1）木块与水平面之间的摩擦系数；（2）子弹的动能减少了多少。word可编辑.--..--解子弹与木块组成的

4、系统沿水平方向动量守恒对木块用动能定理得(1)(2)子弹动能减少114页3-11，3-9，例3-2图例3-2如图所示，已知物体、的质量分别为、，滑轮的质量为，半径为，不计摩擦力，物体由静止下落，求（1）物体、的加速度；（2）绳的张力；（3）物体下落距离后的速度。分析：（1）本题测试的是刚体与质点的综合运动，由于滑轮有质量，在运动时就变成含有刚体的运动了。滑轮在作定轴转动，视为圆盘，转动惯量为。（2）角量与线量的关系：物体、的加速度就是滑轮边沿的切向加速度，有。（3）由于滑轮有质量，在作加速转动时滑轮两边绳子拉力。分析三个物体，列出三个物体的运动方程：物体物体word可

5、编辑.--..--物体解（1）。（2），。（3）对来说有，例3-4有一半径为R的圆形平板平放在水平桌面上，平板与水平桌面的摩擦系数为μ，若平板绕通过其中心且垂直板面的固定轴以角速度ω0开始旋转，它将在旋转几圈后停止？（已知圆形平板的转动惯量，其中m为圆形平板的质量）分析：　　利用积分求圆形平板受桌面的摩擦力矩，运用转动定律求出平板的角加速度，再用运动学公式求转动的圈数．解：在距圆形平板中心r处取宽度为dr的环带面积，环带受桌面的摩擦力矩为总摩擦力矩为故平板的角加速度为可见圆形平板在作匀减速转动，又末角速度，因此有设平板停止前转数为n，则转角，可得word可编辑.--.

6、.--3-2：如题3-2图所示，两个圆柱形轮子内外半径分别为R1和R2，质量分别为M1和M2。二者同轴固结在一起组成定滑轮，可绕一水平轴自由转动。今在两轮上各绕以细绳，细绳分别挂上质量为m1和m2的两个物体。求在重力作用下，定滑轮的角加速度。解：m2gm1gT2T2T1T1R2R1m1：m2：转动定律：其中：运动学关系：解得：3-6一质量为的质点位于()处，速度为,质点受到一个沿负方向的力的作用，求相对于坐标原点的角动量以及作用于质点上的力的力矩．解:由题知，质点的位矢为作用在质点上的力为word可编辑.--..--所以，质点对原点的角动量为作用在质点上的力的力矩为3

7、-11如题3-11图所示，一匀质细杆质量为，长为，可绕过一端的水平轴自由转动，杆于水平位置由静止开始摆下．求：(1)初始时刻的角加速度；(2)杆转过角时的角速度.解:(1)由转动定律，有则(2)由机械能守恒定律，有题3-11图所以有3-13一个质量为M、半径为并以角速度转动着的飞轮(可看作匀质圆盘)，在某一瞬时突然有一片质量为的碎片从轮的边缘上飞出，见题3-13图．假定碎片脱离飞轮时的瞬时速度方向正好竖直向上．(1)问它能升高多少?(2)求余下部分的角速度、角动量和转动动能．word可编辑.--..--解:(1)碎片离盘瞬时的线速度即是它上升的初