第一篇力学（Mechanics）
(计划18学时)
力学：研究物体作机械运动的规律及其应用
第一章质点运动学
(计划学时5学时)
本章重点：四个矢量(位置、位移、速度和加速度)，强调矢量性。
§1-1 参照系，坐标系，质点
★思考题：
①为什么要选择参照系？
②为什么在建立参照系后还要建立坐标系？
③常用的坐标系有哪些？
④质点的定义，什么条件下物体可以视为质点，研究地球的自转和公转时，可否视地球为质点，为什么？
重点介绍理想模型方法：用理想模型研究物体运动规律方法叫模拟法，建立理想模型的原则。抓住主要因素，忽略次要因素，使问题变得简单而不失其基本特征。
§1-2 位置矢量，位移
★思考题：
①什么是位置矢量，什么是位移矢量，这二者之间有什么联系？
②路程与位移之间的区别。
③位置矢量与位移之间的区别。
强调矢量与标量不能相等的这一基本原则，也是学生常犯错误之处。
一、位置矢量：从坐标原点到质点所在点P
的有向线段
在直角坐标系中：
大小
方向
位置矢量描写物体相对于原点的位置
二、运动方程：物体的位置矢量随时间的变化关系 矢量式：
分量式
说明：一维运动—一个分量 二维运动—二个分量
三维运动—三个分量
例1．一质点以角速度 绕原点O 作匀速率圆周运动，半径为R ，写出其运动方程（ 时，质点位于x 轴上）
例2．路灯距地面高 ，行人高 ，若人以速率 从路灯正下方背向路灯运动时，求人
头顶影子的运动方程（以路灯的正下方为原点）。 解：
▲讨论：
（1）运动学习题的两大类型：i ）已知运动方程求质点运动的速度和加速度；ii ）由速度和加速度求运动方程。
（2）给出运动方程的方式：i ）文字（应用题）；ii ）方程式；iii)图、表。 （3）轨迹（轨道）：运动质点在空间所经过的路径。 从参数形式的运动方程消除时间t 即得轨迹方程。
例3．①②
①消除t：即为抛物线
②消除t：即直线
三、位移：从初始位置指向末位置的有
向线段
位移：
●注意：见思考题②，③
路程：，
§1-3 速度
速度是描写物体运动的快慢和运动方向的物理量。
一、平均速度：质量的位移与产生这位移所经历的时间之比
位移
平均速度比较平均速率
●注意：
二、瞬时速度：物体在某时刻的速度
速度在x方向的分量
速度在y方向的分量
速度在z方向的分量
瞬时速度的大小：
方向：轨迹曲线的切线方向，，
瞬时速率：
●注意：.速度等于速率大小.
例1．已知质点的运动方程为，（SI制）
（1）运动轨迹（用方程和图示两法表示）（2）求和末的瞬时速度
解：（1），开
口向下的抛物线
（2）
例2．求上节例2中人头顶的影子伸长的速度？
解：
§1-4 加速度
描写运动状态变化的物理量。
一、平均加速度
，，
二、瞬时加速度
分量式：
大小： 方向： ，，
▲讨论： ①
的方向为
趋于0时的极限方向，一般不同于的方向。
②直线运动时，与同向时加速，
与反向时减速。
③曲线运动时，加速度总是指向轨迹曲线凹的一侧，与之间的夹角小于90°时，加速，
与之间夹角大于90°时，减速，
时，速率不变。
例1．一辆汽车沿笔直的公路引驶，速度和时间的关系如图中折线ABCDEF 所示。 （1）试说明图中OA ，AB ，BC ，CD 等线段各表示什么运动。
（2）根据图中数据，求汽车在整个行驶过程中的加速度走过的路程，位移和平均速度。 解：1．OA ，BC 加速 AB ，CD 减速
2．
∴路程
位移为0，平均速度为0. 平均速率为米/秒
例2．已知一质点的运动方程为：
其中a，b，均为正的常数。
（1）求质点的速度和加速度；
（2）证明其轨道是椭圆，加速度的方向；
（3）质点运动同期为，分别画出，，，，各时刻的质点的位臵及位臵矢量。
解：（1）
（2）
椭圆长轴为，短轴为2b，加速度的方向恒指向椭圆中心。
（3）
例3．已知质点的加速度，在时，，求质点的速度和运动方程
解：
§1-5 运动迭加原理，抛体运动
物理学概念分类：
1．原理：从观察分析总结出来的，不用证明，最高级
2．定律：实验总结
3．定理：在原理基础上，从数学手段导出来的
4．定则：用文字，符号表述
一、运动迭加原理
例1．运动合成例2．百发百中实验(课堂演示)
运动迭加原理：任何一个方向的运动都不会因为其他方向的运动是否存在而受到影响。或者说，一个运动可以视为几个独立方向运动的迭加。 二、抛体运动 1．平抛 水平方向 初速
加速度为0
竖直方向 初速0 加速度为g 取如图所示的坐标系
运动方程：
矢量式：
轨迹方程 抛物线
▲讨论：打汽球游戏时，应考虑重力的影响，不应使被击物高于准星。 2．斜抛运动
方向 初速 ，加速度0 方向 初速
加速度g
矢量式
轨迹方程抛物线
▲讨论作为高数求极值方法的运用，求射高和射程.
①射高（最大发射高度，一定）
②射程：时，
③以什么角度发射射程最大？
以角发射射程最大。
●总结：①建立坐标系(强调重要性)；
②运用运动合成，写出运动方程；
③运用物理意义和数学手段讨论其他问题。
例1．如图要使炮弹正好命中离炮口水平距离高出炮口的目标。若炮筒的仰角为60°，试求：（1）炮弹出口时速率；（2）炮弹命中目标时的速率。
解：已知，，
（1）
解得
（2）不变
●注意：①矢量要先求分量再合成；
②矢量除了求大小外，还应注明方向（用矢量式表示的除外）。
§1-6 圆周运动
一、匀速圆周运动，向心加速度
方向沿径向指向圆心，所以称为向心加速度，向心加速度只引起速度方向的变化。
二、变速圆周运动，切向加速度和法向加速度
方向指向圆心
方向沿轨迹的切线方向
大小：描写速率变的快慢
方向：
称为法向加速度，反映方向变化
称为切向加速度，反映大小变化
三、曲线运动中的法向和切向加速度
* 前面我们所讲的是加速度在直角坐标系中的分解，（§1-4），本节所讲的是加速度在自然坐标系中的分解。两种方法同样常用。
** 的方向指向各点的曲率中心
** 若，则物体作变速直线运动，若，则物体作匀速曲线运动。
★思考题：在下列四种情况下：质点作何种运动？（1）任意时刻，匀速率曲线；（2）任意时候，变速直线；（3）任意时候，匀速直线；（4），，
解：(1) 匀速率曲线；(2) 变速直线；(3) 匀速直线；(4) 匀速圆周。
四、圆周运动的角度描述（平面极坐标系）
（）
（）
平均角速度
瞬时角速度
角速度有方向，用右手法确定
平均角加速度瞬时角加速度
五、线量，角量之间的关系
六、直线运动与圆周运动的比较，见P34表1。
例P43 1-14
求：（1）求；2）；3），将按趋于解：（1）建立坐标系如图
（2）
（3）当，
例：一质点沿半径r的圆周按规律而运动，，都是常数，求：
（1）时刻质点的切向加速度和法向加速度；
（2）为何值时，总加速度在数值上等于；
（3）加速度到达时，质点已沿圆周运行了多少圈。
解：（1）
（2）
§1-8 相对运动（两坐标系间匀速运动）
运动的相对性：质点的运动规律随观察者所处的
参照系的不同而不同。
例1．以匀速运动的车上的人上抛一物体，车上
人观察是上抛运动，地上的人观察是斜抛运动。
例2．江水中行驶的船，以岸和水分别作为参考
系，描写船的运动规律亦不相同。（或举坐火车的人观察路旁的树向后移）
两个参照系之间有什么联系，刻，时，重合，系相对于K系以速度运动。
K系中观察到物体从P点移到Q点，位移；系中观察到物体从点移到点，位移。
①位移
②速度
——伽里略速度变换式
当运动速度比光速小得多的时候满足。当速度接近于光速时，不满足伽里略变换，而服从洛仑兹变换，这将在狭义相对论一章加以介绍。 写成下标的形式：
或
（中间挤入一个“车”）
③加速度：
例3．一个人由停着的自动楼梯走上楼需90秒，当他站在开动着的楼梯上楼需60秒，问他由开动着的楼梯走上楼需多少秒。
解：设楼高为h ，
例4．一人在静止的水中以1.1秒的速度划船前进，今横渡一宽4000米，水流的速率0.55米/秒的大河，（1）他要从出发地横渡此河，到达对岸的一点，该如何确定划行方向，到达对岸需多少时间。（2）如果希望用最短的时间过河，又该如何确定划行方向，船到达对岸的什么地方。
解：已知：
1．取如图所示的坐标系
2．应使横向速度最大，船正对岸使
例5．如图，一架飞机由A处向北飞往B处然后又向南飞往A处，已知飞机相对于空气的
速度为，而空气相对于地面的速度（风速）为，其方向偏向西北角，求飞机往返一次的飞行时间。
解：设飞机相对于地面的速度指向正比北
A—B
消去
B-A
无风时：南风或北风：
东风或西风：
第一章习题讨论课
(一)质点运动学小结
一、描写运动的基本物理量
1．位置矢量
（1）运动方程：有关质点运动最完整的知识都包含在运动方程之中，运动方程知道了，有关质点运动的一切都知道了。
（2）运动方程的具体形式，不仅与参照系有关，而且还与固定在参照系中的坐标系的选取有关，在直角坐标系中：
（3）分量方程描写的是一个直线运动，由运动迭加原理，可以通过描写直线运动来描写曲线运动。而在直线运动中取定坐标正方向后就用正负号表示方向，从而将矢量转化成标量，不必再画矢量箭头。
2．位移矢量（重点掌握平面上的运动）
（1）位移是一个相对量，与参照系选取有关，而与坐标无关
在进行参照系变换时，遵守下列变换关系：
在直角坐标系中
位移大小方向
（2）不同于路程，也不同于位置大小的变化
（3）几何意义，直线运动中，曲线与时间坐标轴所围面积表示位移大小（但注意正负）3．速度矢量
（，，但）
（1）在平面直角坐标系中
（2）极坐标系当时，可以看成两个分量的合成
瞬时速度的大小，方向
为径向速度，是由质点位置对原点距离
变化引起反映位置矢量方向的
变化快慢。
在书上习题1-13，人收绳的速率正是船位置矢
量的
大小的变化率，而船速大小
由矢量关系
即
当船离岸跑离为时，（题目只求大小）
解法二：
（3）在涉及到参照系变换时速率变换式为：
4．加速度矢量
（，，，，，）（1）在平面直角坐标系中
（2）在自然坐标中
如习题1-13.
（3）在涉及到参照系变换时，
当时，即二个相互作匀速直线运动的参照系中加速度相同，而相对于惯性参照系作匀速直线运动的参照系力学规律有相同形式（称力学相对性原理）.
5．角量与线量之间的关系
二、运动学两类问题
已油印，发给学生，要求自学。
第一章作业中的主要问题
矢量和标量
(二) 思考题
1．一质点沿半径为R的圆周运动一周回到原地，它在运动过程中位移和路程大小的最大值分别为：，
2．下列五种情况不可能存在的是：[ 4 ]
（1）增加减小（2）减小增加
（3）不变而有加速度（4）增大而无加速度
（5）增大而法向加速度大小不变
3．两个同时从同一高度由静止开始运动的物体，一个在光滑的斜面上下滑，另一个自由下落，则两者到达地面的先后顺序是：[ 2 ]
（1）同时（2）自由落体在先
（3）斜向下滑物体在先（4）无法判断
4．如图抛物线Ⅰ与Ⅱ分别代表两个质点的图线，由图可判断下列说法正确的是[ 1 ] （1）（2）
（3）（4）
如果是曲线，曲线与横坐标所围面积的几何意义
如果是曲线，曲线与横坐标所围面积的几何意义
且继续比较1，2的加速度之大小
5．一般情况下，与不相同，后者是前
者在切线方向上的分量，二者大小在直线运动
中相等，在曲线运动中不等。
6．已知质点运动满足，但，该质点作圆周运动。
7．一质点以匀速率沿图示轨道作平面运动，则在图中A，B，C三点，加速度最大的是
加速度最小的是C .
(三)计算题
计算1．如图，由2人通过定滑轮将一重物拉起，若两人拉绳子的速度均为常数，试求当两绳夹角为时，重物上升的速度为多大？
解法一：（1）求导法：
，
部分力学和电磁学练习题（供参考） 一、选择题 1. 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间， 圆盘的角速度ω (A) 增大． (B) 不变． (C) 减小． (D) 不能确定． ［ C ］ 2. 将一个试验电荷q 0 (正电荷)放在带有负电荷的大导体附近P 点处(如图)，测得它所受的力为F ．若考虑到电荷q 0不是足够小，则 (A) F / q 0比P 点处原先的场强数值大． (B) F / q 0比P 点处原先的场强数值小． (C) F / q 0等于P 点处原先场强的数值． (D) F / q 0与P 点处原先场强的数值哪个大无法确定． ［ A ］ 3. 如图所示，一个电荷为q 的点电荷位于立方体的A 角上，则通过侧面abcd 的电场强度通量等于： (A) 06εq ． (B) 0 12εq ． (C) 024εq ． (D) 0 48εq ． ［ C ］ 4. 两块面积均为S 的金属平板A 和B 彼此平行放置，板间距离为d (d 远小于板 的线度)，设A 板带有电荷q 1，B 板带有电荷q 2，则AB 两板间的电势差U AB 为 (A) d S q q 0212ε+． (B) d S q q 02 14ε+． (C) d S q q 021 2ε-． (D) d S q q 02 14ε-． ［ C ］ 5. 图中实线为某电场中的电场线，虚线表示等势（位）面，由图可看出： (A) E A ＞E B ＞E C ，U A ＞U B ＞U C ． (B) E A ＜E B ＜E C ，U A ＜U B ＜U C ． (C) E A ＞E B ＞E C ，U A ＜U B ＜U C ． (D) E A ＜E B ＜E C ，U A ＞U B ＞U C ． ［ D ］ 6. 均匀磁场的磁感强度B ? 垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为 (A) 2πr 2B ． (B) πr 2B ． (C) 0． (D) 无法确定的量． ［ B ］ 7. 如图，两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处处相等的铁环上， 稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出，则磁感强度B ? 沿图中闭合路径L 的积 分??L l B ? ?d 等于 (A) I 0μ． (B) I 03 1 μ． (C) 4/0I μ． (D) 3/20I μ． ［ D ］ O M m m － P 0 A b c q d A S q 1q 2 C B A I I a b c d 120°
一、选择题：（每题3分） 1、某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作 (A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． (C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． ［ ］ 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. ［ b ］ 3、图中p 是一圆的竖直直径pc 的上端点，一质点从p 开始分 别沿不同的弦无摩擦下滑时，到达各弦的下端所用的时间相比 较是 (A) 到a 用的时间最短． (B) 到b 用的时间最短． (C) 到c 用的时间最短． (D) 所用时间都一样． ［ d ］ 4、 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ，瞬时加速度2/2s m a -=， 则一秒钟后质点的速度 (A) 等于零． (B) 等于-2 m/s ． (C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定． ［ d ］ 5、 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22+=（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． ［ ］ 6、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 [ ] 7、 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. ［ ］ -12 O a p
第一章 质点运动学 一、运动的描述（量）---位矢、位移、速度、加速度，切向加速度、法向加速度、轨迹 1、质点沿X 轴方向运动，其运动方程为x=2t 2+4t-3(SI)，则质点任意时刻的速度表达式为v t =____________,加速度表达式a t =____________，前两秒的位移大小为____________，路程为____________。 2、质点的运动方程为x=2t,y=1o-2t 2（SI ）,则质点的轨迹方程为____________，t=2s 时，质点位置=r ____________，速度v =____________。 3、质点作半径为R 的圆周运动，其运动方程为S=2t 2,(切向、法向的单位矢量分别为0τ 和0n )，则 t 时刻质点速率 v=____________，速度v =____________， 切向加速度大小τa =____________，法向加速度大小n a =____________， 总加速度a =____________。 4、下列表述中正确的是：（ ） A ：在曲线运动中，质点的加速度一定不为零； B ：速度为零时，加速度一定为零； C ：质点的加速度为恒矢量时，其运动轨迹运动为直线； D ：质点在X 轴上运动，若加速度a<0，则质点一定做减速运动。 5、 质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作（ ） A ：匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． B ：匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． C ：变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． D ：变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． 6、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. 7、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 ____________． 8、一质点在XOY 平面内运动，其运动方程为j t i t r )210(42-+=,质点的位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为__________。 9、质点作半径为m R 5.0=的圆周运动，其角坐标与时间的关系为：()SI t t 33+=θ，t=2 s 时，则质点的角坐标为__________、角速度为__________和角加速度为__________。 10、质点作曲线运动的方程为)(4,22 SI t y t x -==，则其轨迹方程为__________ t 时刻质点的切向加速度=τa __ ____，法向加速度a n =__ ____ 。 11、一船以速率30km/h 向正东直线行驶，另一小艇在其前方以速率40km/h 向正北方向直线行驶，则在船上观察到小艇的速率为__________、方向为__________。 -
大学物理力学复习题答案 一、单选题（在本题的每一小题备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内） 1．下列运动中，加速度a 保持不变的是 ( D ) A ．单摆的摆动 B ．匀速率圆周运动 C ．行星的椭圆轨道运动 D ．抛体运动。 2．某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作 ( D ) A ．匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向 B ．匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向 C ．变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向 D ．变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向 3． 某物体作一维运动， 其运动规律为 dv kv t dt =-2， 式中k 为常数. 当t =0时， 初速为v 0，则该物体速度与时间的关系为 ( D ) A ．v kt v =+2012 B ．kt v v =-+2011 2 C ．kt v v =-+201112 D ．kt v v =+20 1112 4．质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小为(v 表示任一时刻质点的速率) ( C ) A ．dv dt B ．v R 2 C ．dv v dt R -??????+?? ? ? ???????? 1242 D ． dv v dt R +2 t a t dt dx v 301532 -=-==
5、质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示 切向加速度，对下列表达式：(1) a dt dv =；(2) v dt dr =；(3) v dt ds =；(4) t a dt v d = ，下列判断正确的是 ( D ) A 、只有(1)(4)是对的； B 、只有(2)(4)是对的； C 、只有(2)是对的； D 、只有(3)是对的。 6．质点作圆周运动，如果知道其法向加速度越来越小，则质点的运动速度 ( A ) A 、 越来越小； B 、 越来越大； C 、 大小不变； D 、不能确定。 7、一质点在做圆周运动时，则有 ( C ) 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。 8．一质点在外力作用下运动时，下列说法哪个正确 ( D ) A ．质点的动量改变时，质点的动能也一定改变 B ．质点的动能不变时，质点的动量也一定不变 C ．外力的功为零，外力的冲量也一定为零 D ．外力的冲量为零，外力的功也一定为零 9、一段路面水平的公路,拐弯处轨道半径为R ,汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ,要使汽 车不至于发生侧向打滑,汽车在该处的行使速率 ( C ) A ．不得小于gR μ B ．必须等于gR μ C ．不得大于gR μ D ．还应由气体的质量m 决定
力学 一、选择题 1．一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 ≠ 。 2．一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 ）dt dr ；（B ）dt r d ； （C ）dt r d ； （D ）22?? ? ??+??? ??dt dy dt dx 。 3．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 ?（或称r ?），根据上述情况，则必有： （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ds dr r d == 。 4．试指出下列哪一种说法是正确的？ （A ）在圆周运动中，加速度的方向一定指向圆心； （B ）匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变； （C ）物体作曲线运动时，速度方向一定在运动轨道的切线方向，法向分速度恒等于零，因此其法向加速度也一定等于零； （D ）物体作曲线运动时，必定有加速度，加速度的法向分量一定不等于零（拐点除外）。 5．下列说法哪一条正确？ （A ）加速度恒定不变时，物体运动方向也不变； （B ）平均速率等于平均速度的大小； （C ）不管加速度如何，平均速率表达式总可以写成()2/21v v v +=； （D ）运动物体速率不变时，速度可以变化。
一、填空题（运动学） 1、一质点在平面内运动, 其1c r = ，2/c dt dv =；1c 、2c 为大于零的常数，则该质点作 运动。 2．一质点沿半径为0.1=R m 的圆周作逆时针方向的圆周运动，质点在0～t 这段 时间内所经过的路程为4 2 2t t S ππ+ = ，式中S 以m 计，t 以s 计，则在t 时刻质点的角速度为 ， 角加速度为 。 3．一质点沿直线运动，其坐标x 与时间t 有如下关系：x=A e -β t （ A. β皆为常数）。则任意时刻t 质点的加速度a = 。 4．质点沿x 轴作直线运动，其加速度t a 4=m/s 2，在0=t 时刻，00=v ，100=x m ，则该质点的运动方程为=x 。 5、一质点从静止出发绕半径R 的圆周作匀变速圆周运动，角加速度为β，则该质点走完半周所经历的时间为______________。 6．一质点沿半径为0.1=R m 的圆周作逆时针方向的圆周运动，质点在0～t 这段时间内所经过的路程为2t t s ππ+=式中S 以m 计，t 以s 计，则t=2s 时，质点的法向加速度大小n a = 2/s m ，切向加速度大小τa = 2/s m 。 7. 一质点沿半径为0.10 m 的圆周运动，其角位移θ 可用下式表示3 2t +=θ (SI)． (1) 当 2s =t 时，切向加速度t a = ______________； (2) 当的切向加速度大小恰为法向加速度 大小的一半时，θ= ______________。 （rad s m 33.3,/2.12） 8．一质点由坐标原点出发，从静止开始沿直线运动，其加速度a 与时间t 有如下关系：a=2+ t ，则任意时刻t 质点的位置为=x 。 (动力学) 1、一质量为kg m 2=的质点在力()()N t F x 32+=作用下由静止开始运动，若此力作用在质点上的时间为s 2，则该力在这s 2内冲量的大小=I ；质点在第 s 2末的速度大小为 。
第二章 刚体力学基础 自学练习题 一、选择题 4-1．有两个力作用在有固定转轴的刚体上： （1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零； （2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零； （3）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零； （4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零； 对上述说法，下述判断正确的是：（ ） （A ）只有（1）是正确的； （B ）（1）、（2）正确，（3）、（4）错误； （C ）（1）、（2）、（3）都正确，（4）错误； （D ）（1）、（2）、（3）、（4）都正确。 【提示：（1）如门的重力不能使门转动，平行于轴的力不能提供力矩；（2）垂直于轴的力提供力矩，当两个力提供的力矩大小相等，方向相反时，合力矩就为零】 4-2．关于力矩有以下几种说法： （1）对某个定轴转动刚体而言，内力矩不会改变刚体的角加速度； （2）一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零； （3）质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的运动状态一定相同。 对上述说法，下述判断正确的是：（ ） （A ）只有（2）是正确的； （B ）（1）、（2）是正确的； （C ）（2）、（3）是正确的； （D ）（1）、（2）、（3）都是正确的。 【提示：（1）刚体中相邻质元间的一对内力属于作用力和反作用力，作用点相同，则对同一轴的力矩和为零，因而不影响刚体的角加速度和角动量；（2）见上提示；（3）刚体的转动惯量与刚体的质量和大小形状有关，因而在相同力矩的作用下，它们的运动状态可能不同】 3．一个力(35)F i j N =+v v v 作用于某点上，其作用点的矢径为m j i r )34(??? -=，则该力对 坐标原点的力矩为 （ ） （A ）3kN m -?v ； （B ）29kN m ?v ； （C ）29kN m -?v ； （D ）3kN m ?v 。 【提示：(43)(35)430209293 5 i j k M r F i j i j k k k =?=-?+=-=+=v v v v v v v v v v v v v 】 4-3．均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴 转动，如图所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆 到竖直位置的过程中，下述说法正确的是：（ ） （A ）角速度从小到大，角加速度不变； （B ）角速度从小到大，角加速度从小到大；
力学计算题 质量为0.25 kg 的质点，受力i t F = (SI)的作用，式中t 为时间．t = 0时该质点以j 2=v (SI)的速度通过坐标原点，则该质点任意时刻的位置矢量是 ______________．j t i t 23 23+ (SI) 1 （0155） 如图所示，一个质量为m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为M 、半径为R ，其转动惯量为 22 1 MR ， 滑轮轴光滑．试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系． 1 （0155） 解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程 对物体： mg －T ＝ma ① 对滑轮： TR = J β ② 运动学关系： a ＝R β ③ 将①、②、③式联立得 a ＝mg / (m ＋2 1 M ) ∵ v 0＝0， ∴ v ＝at ＝mgt / (m ＋ 2 1 M ) 4 匀质杆长为l ，质量为m ，可绕过O 点且与杆垂直的水平轴在竖直面内自由转动。如图所示，OA ＝1 3 l ，杆对轴的转动 惯量I ＝ 1 9 m l 2，开始静止。现用一水平常力F ＝2mg 作用于端 点A ，当杆转角6 π θ= 时撤去力F 。求： （1）过程中力F 做功；（2）杆转到平衡位置时的角速度。 a
解：（1）力F 对轴的力矩为 F 13 l cos θ = 2 m g 1 3 l cos θ， 所以 A ＝6 2cos 3l M d Md mg d π θθθθ?== ??? ＝1 3 mgl （2）撤去力F 后机械能守恒，设平衡位置势能为零 2 12 I A ω=， ω=== 2（（0561） 质量分别为m 和2m 、半径分别为r 和2r 的两个均匀圆盘，同轴地粘在一起，可以绕通过盘心且垂直盘面的水平光滑固定轴转动，对转轴的转动惯量为9mr 2 / 2，大小圆盘边缘都绕有绳子，绳子下端都挂一质量为m 的重物，如图所示．求盘的角加速度的大 小． 0561） 解：受力分析如图． 2分 mg －T 2 = ma 2 1分 T 1－mg = ma 1 1分 T 2 (2r )－T 1r = 9mr 2β / 2 2分 2r β = a 2 1分 r β = a 1 1分 解上述5个联立方程，得： r g 192= β 2分 1.（本题10分）（5270） 如图所示的阿特伍德机装置中，滑轮和绳子间没有滑动且绳子不可以伸长，轴与轮间有阻力矩，求滑轮两边绳子中的张力．已知m 1＝20 kg ，m 2＝10 kg ．滑轮质量为m 3＝5 kg ．滑轮半径为r ＝0.2 m ．滑轮可视为均匀圆盘，阻力矩M f ＝6.6 N ·m ，已知圆盘对过其中心且与盘面垂直的轴的转动惯量为 232 1 r m ． 1. （10分） a a 1
第三章 刚体力学 一、刚体运动学（定轴转动）---角位移、角速度、角加速度、线量与角量的关系 1、刚体做定轴转动，下列表述错误的是：【 】 A ；各质元具有相同的角速度； B ：各质元具有相同的角加速度； C ：各质元具有相同的线速度； D ：各质元具有相同的角位移。 2、半径为0.2m 的飞轮，从静止开始以20rad/s 2的角加速度做定轴转动，则t=2s 时，飞轮边缘上一点的切向加速度τa =____________，法向加速度n a =____________，飞轮转过的角位移为_________________。 3、刚体任何复杂的运动均可分解为_______________和 ______________两种运动形式。 二、转动惯量 1、刚体的转动惯量与______________ 和___________________有关。 2、长度为L ，质量为M 的均匀木棒，饶其一端A 点转动时的转动惯量J A =_____________，绕其中心O 点转动时的转动惯量J O =_____________________。 3、半径为R 、质量为M 的均匀圆盘绕其中心轴（垂直于盘面）转动的转动惯量J=___________。 4、两个匀质圆盘A 和B 的密度分别是A ρ和B ρ，若B A ρρ>，但两圆盘的质量和厚度相同，如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为A J 和B J 则：【 】 （A ）B A J J >； （B ）B A J J < （C ）B A J J = （D ）不能确定 三、刚体动力学----转动定理、动能定理、角动量定理、角动量守恒 1、一长为L 的轻质细杆，两端分别固定质量为m 和2m 的小球，此系统在竖直平面内可绕过中点O 且与杆垂直的水平光滑固定轴(O 轴)转 动．开始时杆与水平成60°角，处于静止状态．无初转速地释放以后， 杆球这一刚体系统绕O 轴转动．系统绕O 轴的转动惯量J ＝ ___________．释放后，当杆转到水平位置时，刚体受到的合外力矩M =____ __；角加速度β= ____ __． 2、一个能绕固定轴转动的轮子，除受到轴承的恒定摩擦力矩M r 外，还受到恒定外力矩M 的作用．若M ＝20 N ·m ，轮子对固定轴的转动惯量为J ＝15 kg ·m 2．在t ＝10 s 内，轮子的角速度由ω ＝0增大到ω＝10 rad/s ，则M r ＝_______． 3、【 】银河系有一可视为物的天体，由于引力凝聚，体积不断收缩。设它经过一万年体积收缩了1%，而质量保持不变。则它的自转周期将______；其转动动能将______ （A ）减小，增大； (B)不变，增大； (C) 增大，减小； (D) 减小，减小 4、【 】一子弹水平射入一竖直悬挂的木棒后一同上摆。在上摆的过程中，一子弹和木棒为系统（不包括地球），则总角动量、总动量及总机械能是否守恒？结论是： （A ）三者均不守恒； （B ）三者均守恒；
《大学物理学》热力学基础 一、选择题 13-1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b 1a 和b 2a 是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是 ( ) （A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功； （D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。 【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+?知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】 13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且他们的压强相等，即A B P P =。问在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然 ( ) （A ）对外作正功；（B ）内能增加； （C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。 【提示：由于A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是 过程量，与过程有关】 13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( ) （A ）6J ； （B ）3J ； （C ）5J ； （D ）10J 。 【提示：等体过程不做功，有Q E =?，而2 mol M i E R T M ?= ?，所以需传5J 】 13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（ ） A （） C （） B （） D （）
练习一 质点运动的描述 一. 选择题 1. 以下四种运动，加速度保持不变的运动是（ ） (A) 单摆的运动； (B) 圆周运动； (C) 抛体运动； (D) 匀速率曲线运动. 2. 质点在y 轴上运动，运动方程为y =4t 2-2t 3，则质点返回原点时的速度和加速度分别为: （ ） (A) 8m/s, 16m/s 2. (B) -8m/s, -16m/s 2. (C) -8m/s, 16m/s 2. (D) 8m/s, -16m/s 2. 3. 物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v 1=10m/s ，v 2=15m/s ，若物体作直线运动，则在整个过程中物体的平均速度为（ ） (A) 12 m/s . (B) 11.75 m/s . (C) 12.5 m/s . (D) 13.75 m/s . 4. 质点沿X 轴作直线运动,其v - t 图象为一曲线,如图1.1,则以下说法正确的是（ ） (A) 0～t 3时间内质点的位移用v - t 曲线与t 轴所围面积绝对值之和表示, 路程用v - t 曲线与t 轴所围面积的代数和表示； (B) 0～t 3时间内质点的路程用v - t 曲线与t 轴所围面积绝对值之和表示, 位移用v - t 曲线与t 轴所围面积的代数和表示； (C) 0～t 3时间内质点的加速度大于零； (D) t 1时刻质点的加速度不等于零. 5. 质点沿XOY 平面作曲线运动,其运动方程为:x =2t , y =19-2t 2. 则质点位置矢量与速度矢量恰好垂直的时刻为（ ） (A) 0秒和3.16秒. (B) 1.78秒. (C) 1.78秒和3秒. (D) 0秒和3秒. 二. 填空题 1. 一小球沿斜面向上运动,其运动方程为s =5+4t -t 2 (SI),则小球运动到最高点的时刻为 t = 秒. 2. 一质点沿X 轴运动, v =1+3t 2 (SI), 若t =0时,质点位于原点. 则质点的加速度a = (SI)；质点的运动方程为x = (SI). 3. 一质点的运动方程为r=A cos ω t i+B sin ω t j , 其中A , B ,ω为常量.则质点的加速度矢量 为 图1.1
大学物理期中考试试题 班级_________________ 姓名_____________ 学号______________ 一．填空题： 1．设质点作平面曲线运动，运动方程为j t i t r 22+=，则质点在任意t 时刻的速度矢量 =)(t V ______________________；切向加速度a t =___________；法向加速度a n =______________。 2．设某机器上的飞轮的转动惯量为63.6kg·m 2，转动的角速度为314s -1，在制动力矩的作用下，飞轮经过20秒匀减速地停止转动，则飞轮角加速度是____________,制动力矩__________。 3．质量为m 1=16kg 的实心圆柱体，半径r=15cm ，可以绕其固定水平轴转动，如图，阻力忽略不计。一条轻柔绳绕在圆柱上，其另一端系一个质量为m 2=8.0kg 的物体，绳的张力T___________。 4．质量为10kg 的质点，在外力作用下，做曲线运动，该质点的速度为 )(1642 SI k i t v +=，则在t =1s 到t =2s 时间内，合外力对质点所做的功为____________________。 5．在光滑的水平面上有一木杆，其质量m 1=1.0kg ，长 =40cm ，可绕过其中点并与之 垂直的轴转动。一质量为m 2=10g 的子弹，以v=200m / s 的速度射入杆端，其方向与杆及轴正交。若子弹陷入杆中，所得到的角速度 是________ 。 6．如一质量20kg 的小孩，站在半径为3m 、转动惯量为450kg·m 2的静止水平转台边缘上。此转台可绕通 过转台中心的铅直轴转动，转台与轴间的摩擦不计。如果小孩相对转台以1m / s 的速率沿转台的边缘行走，转台的角速率为__________. 7．一质量为m 的地球卫星，沿半径为3R E 的圆轨道运动，R E 为地球的半径。已知地球的质量为M E 。则：(1)卫星的动能是_____；(2)卫星的引力势能是_____；(3)卫星的机械能等于_____。 8．在光滑的水平面上，一根长L=2m 的绳子，一端固定于O 点，另一端系一质量m=0.5kg 的物体。开始时，物体位于位置A ，OA 间距离d=0.5m ，绳子处于松弛状态。现在使物体以初速度V A = 4m ·s -1垂直于OA 向右滑动，如图所示。设以后的运动中物体到位置B ，此时物体速度的方向与绳垂直。则物体速度的大小V B =__________________。 9．一沿x 方向的力，作用在一质量为3㎏的质点上，质点的运动方程为x=3t －4t 2 ＋t 3 (SI)，则力在最初4秒内的冲量值为______________。 二．计算题： 1．一长为l1 质量为M 的匀质细杆，可绕水平光滑轴O 在竖直平面内转动，如图所 示。细杆由水平位置静止释放，试求： （1） 杆达到竖直位置的角速度； （2） 杆转至竖直位置时，恰有一质量为m 的泥巴水平打在杆的端点并粘住，且 系统立即静止，则该泥巴与该杆碰撞前的速度v0=？。 2. 质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度成正比,比例系数为k ,忽略子弹的重力,求: (1) 子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数关系式； (2) 子弹射入沙土的最大深度. O v 0=
《大学物理》练习题（力学） 一．选择题 1．下面4种说法，正确的是 ( ) A ．物体的加速度越大，速度就越大 B ．作直线运动的物体，加速度越来越小，速度也越来越小 C ．切向加速度为正时，质点运动加快 D ．法向加速度越大，质点运动的法向速度变化越快 2．一质点按规律542+-=t t x 沿x 轴运动，(x 和t 的单位分别m 和s )，前3秒质点的位移和路程分别（ ） A ．m 3，m 3 B ．m 3-，m 3- C ．m 3-，m 3 D ．m 3-，m 5 3．一质点在xy 平面上运动，其运动方程为53+=t x ，72 -+=t t y ，该质点的运动轨迹是 ( ) A ．直线 B ．双曲线 C ．抛物线 D ．三次曲线 4．作直线运动质点的运动方程为t t x 403-=，从1t 到2t 时间间隔，质点的平均速度为 ( ) A ．( )402 12122-++t t t t B ．4032 1-t C ．()4032 12--t t D ．()4021 2--t t 5．一质点沿直线运动，其速度与时间成反比，则其加速度( ) A ．与速度成正比
B ．与速度成反比 C ．与速度平方成正比 D ．与速度平方成反比 6．一质点沿直线运动，每秒钟通过的路程都是m 1，则该质点( ) A ．作匀速直线运动 B ．平均速率为11-?s m C ．任一时刻的加速度都等于零 D ．任何时间间隔，位移大小都等于路程 7．下面的说确的是( ) A ． 合力一定大于分力 B ． 物体速率不变，则物体所受合力为零 C ． 速度很大的物体，运动状态不易改变 D ． 物体质量越大，运动状态越不易改变 8．用细绳系一小球，使之在竖直平面作圆周运动，当小球运动到最高点时( ) A ．小球受到重力、绳子拉力和向心力的作用 B ．小球受到重力、绳子拉力和离心力的作用 C ．绳子的拉力可能为零 D ．小球可能处于受力平衡状态 9．将质量分别为1m 和2m 的两个滑块A 和B 置于斜面上，A 和B 与斜面间的摩擦系数分别是1μ和2μ，今将A 和B 粘合在一起构成一个大滑块，并使它们的底面共面地置于该斜面上，则该大滑块与斜面间的摩擦系数为( ) A ．()221μμ+ B ．()212 1μμμμ+ C ．21μμ D ．()()212211m m m m ++μμ 10．将质量为1m 和2m 的两个滑块P 和Q 分别连接于一根水平轻弹簧两端后，置于水平桌面上，桌面与滑块间的摩擦系数均为μ。今作用于滑块P 一个水平拉力，使系统作匀速
习题5 5-1．如图，一轻绳跨过两个质量为m 、半径为r 的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m 2和m 的重物，绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑，两个定滑轮的转动惯量均为2/2 mr ，将由两个定滑轮以及质量为m 2和m 的重物组成的系统从静止释放，求重物的加速度和两滑轮之间绳内的张力。 解：受力分析如图，可建立方程： ma T mg 222=-┄① ma mg T =-1┄② 2()T T r J β-=┄③ βJ r T T =-)(1┄④ βr a = ，2/2J mr =┄⑤ 联立，解得：g a 41=，mg T 8 11= 。 5-2．如图所示，一均匀细杆长为l ，质量为m ，平放在摩擦系数为μ的水平桌面上，设开始时杆以角速度0ω绕过中心O 且垂直与桌面的轴转动，试求：（1）作用于杆的摩擦力矩；（2）经过多长时间杆才会停止转动。 解：（1）设杆的线密度为：l m =λ，在杆上取一小质元dm d x λ=，有微元摩擦力： d f dmg gd x μμλ==， 微元摩擦力矩：d M g xd x μλ=， 考虑对称性，有摩擦力矩： 20124 l M g xd x mgl μλμ==?； （2）根据转动定律d M J J dt ωβ==，有：000t Mdt Jd ωω-=??， 2011412 mglt m l μω-=-，∴03l t g ωμ=。 或利用：0M t J J ωω-=-，考虑到0ω=，2112 J ml =， 有：03l t g ωμ=。 5-3．如图所示，一个质量为m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子的质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动。假设定滑轮质量为 T
《大学物理力学测试题》 一、选择题 1．下列力中不是保守力的是 （ ） A 重力 B 摩擦力 C 万有引力 D 静电力 2．对于一个物理系统来说，下列哪种情况下系统的机械能守恒（ ） A 合外力为0 B 合外力不做功 C 外力和非保守内力都不做功 D 外力和保守内力都不做功 3．质量为m 的小球以水平速度v 与竖直墙做弹性碰撞，以小球的初速的方向 为x 轴的正方向，则此过程中小球动量的增量为 （ ） A mvi B 0i C 2mvi D 2mvi - 4．以下四个物理量中是矢量的是哪一个 （ ） A 动能 B 转动惯量 C 角动量 D 变力作的功 5．在卫星沿椭圆轨道绕地球运动过程中，下述不正确的说法是（ ） A 动量守恒 B 角动量守恒 C 动量不守恒 D 动能不守恒 6.一运动质点的位置矢量为),(y x r ，则它的速度的大小是 （ ） （A ） dt dr ； （B ） dt r d ； （C ）dt dy dt dx +； （D ）22?? ? ??+??? ??dt dy dt dx 。 7.一质点的运动方程为()bt t b a at x -?? ? ??-+=1ln 1，其中a 、b 为常数，则此质点的速度表达式为（ ） （A ）)1ln(bt a --； （B ）)1ln(bt a -； （C ） )1ln(bt b a --； （D ）)1ln(bt b a -。 8．对于作用在有固定转轴的刚体上的力，以下说法不正确的是（ ）
（A）当力平行于轴作用时，它对轴的力矩一定为零； （B）当力垂直于轴作用时，它对轴的力矩一定不为零； （C）如果是内力，则不会改变刚体的角动量； （D）如果是内力，则不会改变刚体的角加速度。 9. 均匀细杆OM能绕O轴在竖直平面内自由转动，如图所示。今使细杆OM从 水平位置开始摆下，在细杆摆动到竖直位置的过程中，其角速度、角加速度的 变化是( ) Array（A）角速度增大，角加速度减小； （B）角速度增大，角加速度增大； （C）角速度减小，角加速度减小； （D）角速度减小，角加速度增大。 10．设人造地球卫星环绕地球中心作椭圆运动，则在运动过程中，卫星对地 球中心的（） （A）角动量守恒，转动动能守恒； （B）角动量守恒，机械能守恒； （C）角动量不守恒，转动动能守恒； （D）角动量不守恒，机械能守恒； 11. 关于保守力，下面说法正确的是（） （A）保守力做正功时，系统内相应的势能增加； (B) 质点运动经一闭合路径；保守力对质点做的功为零； （C）质点运动经一闭合路径；保守力对质点的冲量为零； (D) 根据作用力与反作用力的关系，相互作用的一对保守力所做功的 代数和必为零。 12．以下四种运动中，加速度保持不变的运动是（）
大学物理力学考试试题 ————小数点的流浪整理 一．填空题： 1．设质点作平面曲线运动，运动方程为 ，则质点在任意t时刻的速度矢量 ______________________；切向加速度at =___________；法向加速度an =______________。 2．设某机器上的飞轮的转动惯量为63.6kg·m2，转动的角速度为314s1，在制动力矩的作用下，飞轮经过20秒匀减速地停止转动，则飞轮角加速度是 ____________,制动力矩__________。 3．质量为m1=16kg的实心圆柱体，半径r=15cm，可以绕其固定水平轴转动，如图，阻力忽略不计。一条轻柔绳绕在圆柱上，其另一端系一个质量为 m2=8.0kg的物体，绳的张力T___________。 4．质量为10kg的质点，在外力作用下，做曲线运动，该质点的速度为 ，则在t =1s到t =2s时间内，合外力对质点所做的功为 ____________________。 5．在光滑的水平面上有一木杆，其质量m1=1.0kg，长=40cm，可绕过其中点并与之垂直的轴转动。一质量为m2=10g的子弹，以v=200m s的速度射入杆端，其方向与杆及轴正交。若子弹陷入杆中，所得到的角速度是________ 。
6．如一质量20kg的小孩，站在半径为3m、转动惯量为450kg·m2的静止水平转台边缘上。此转台可绕通过转台中心的铅直轴转动，转台与轴间的摩擦不计。如果小孩相对转台以1m s的速率沿转台的边缘行走，转台的角速率为 __________. 7．一质量为m的地球卫星，沿半径为3RE的圆轨道运动，RE为地球的半径。已知地球的质量为ME。则：(1)卫星的动能是_____；(2)卫星的引力势能是_____；(3)卫星的机械能等于_____。 8．在光滑的水平面上，一根长L=2m的绳子，一端固定于O点，另一端系一质量m=0.5kg的物体。开始时，物体位于位置A，OA间距离d=0.5m，绳子处于松弛状态。现在使物体以初速度VA= 4m·s-1垂直于OA向右滑动，如图所示。设以后的运动中物体到位置B，此时物体速度的方向与绳垂直。则物体速度的大小VB =__________________。 9．一沿x方向的力，作用在一质量为3㎏的质点上，质点的运动方程为x=3t－ 4t2＋t3(SI)，则力在最初4秒内的冲量值为______________。 二．计算题： 1．一长为l1 质量为M的匀质细杆，可绕水平光滑轴O在竖直平面内转动，如图所示。细杆由水平位置静止释放，试求： （1）杆达到竖直位置的角速度；
大学物理力学考题（A ） 2002年04月 班级_________姓名_________学号___________ 得分__________ 注意：（1）共三张试卷。（2）填空题★空白处写上关键式子，可参考给分。计算题要排出必要的方程，解题的关键步骤，这都是得分和扣分的依据。（3）不要将订书钉拆掉。 一、选择题： 1、用锤子打钉子，用相同的方法打了3次将钉子打入木块10cm ，设钉子打入木块过程中，所受到的阻力与钉子进入木块的深度成正比，有此可以判别：锤子第一次将钉子打入木块的深度最接近于： （a ）3cm (b) 4cm (c) 5cm (d) 6cm 选_______d ______ 2、质点系动能定理 A =∑∑-i i i i i i v m v m 2022 121中的A 表示 （a ）外力对质点系做的总功 (b) 非保守内力对质点系做的总功 (c) 外力和非保守内力对质点系做的总功 (d) 外力和内力(包括保守力)对质点系做的总功 选_______ d ______ 3、一圆盘平台绕中心轴无摩擦地以某角速度转动，一辆玩具小汽车由圆盘中心相对于圆盘匀速沿径向向外开出过程中，小汽车与圆盘组成的系统； （a ）动量守恒、机械能守恒 (b) 动量不守恒、机械能守恒 (c) 动量不守恒、机械能增加 (d) 动量不守恒、机械能减少 选______d ______ 5、爱因斯坦列车相对地面以高速υ沿x 正方向行驶，列车观测者测得前后壁的间距为l , 列车的后壁B 有一闪光灯突然闪亮，若地面上的观测者测得经时间t ?这闪光照亮列车前壁A 。这t ?为 （a ）c l (b) 22 1c v c l - (c) 22 11c v c l - (d) v c l -
大学物理 力学测试题 一、选择题（每小题3分，共30分） 1．一物体沿直线的运动规律是x = t 3- 40t ，从t1到t 2这段时间内的平均速度是（ ） A ．（t 12+t 1t 2+t 22 ）– 40 B ．3t 12–40 C ．3（t 2–t 1）2-40 D ．（t 2–t 1）2-40 2．一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． 3质量为m 的质点在外力作用下，其运动方程为 j t B i t A r ωωsin cos +=式中A 、B 、ω都是正的常量．由此可知外力在t =0到 t =π/(2ω)这段时间内所作的功为（ ） A ． )(21 222B A m +ω B ． )(222B A m +ω C ． )(21222B A m -ω D ． )(21 222A B m -ω 4．用细绳系一小球使之在竖直平面内作圆周运动，当小球运动到最高点时：( ) A 它将受重力、绳的拉力和向心力的作 B ．它将受重力、绳的拉力和离心力的作用 C ．绳子中的拉力可能为零 D ．小球所受的合力可能为零 5.如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处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. 变加速运动 C. 匀速直线运动 D. 变减速运动6.如图3所示，一静止的均匀细棒，长为L 、质量为绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴， O 面内转动，转动惯量为 23 1 ML ，一质量为m 、速率为v 的子弹在水平面 内沿与棒垂直的方向射入并 穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为v 2 1 ，则此 时棒的角速度应为（ ）