中等职校物理(第五版)第1章习题及答案

普通物理学第一册修订版第五版课后练习题含答案普通物理学第一册修订版第五版是经典物理学入门教材之一，涵盖了力学、热学等基础知识。

本文将提供该教材课后练习题以及答案，供读者学习和参考。

第一章长度、时间和质量的测量选择题1.以下哪个物理量不是基本物理量？（A）A. 能量B. 质量C. 长度D. 时间2.物理量的国际制单位是（D）A. 英制单位B. 公制单位C. 自然单位D. 国际单位制3.以下哪个不属于国际制基本单位？（B）A. 米B. 千克米C. 秒D. 安培简答题1.什么是“国际单位制”（SI）？它的标准由哪些单位组成？答：国际单位制是现代公制单位制的基础，它是以米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉这七个基本物理量的单位为标准而制定的。

这些单位和单位名称的标准由国际计量局发布，被称为“国际单位制”。

2.如何用千克、米和秒的单位定义力的单位牛顿？答：牛顿是力的国际单位。

它可以用千克、米和秒的单位来定义，1 N等于1千克物体在重力加速度为9.8 m/s²的情况下所受的力。

也可以用牛顿定律来定义，力是使1千克物体产生1m/s²加速度的力。

第二章运动学选择题1.下列说法正确的是？（D）A. 速度是一个矢量，速率是一个标量。

B. 物体的加速度一定和物体的速度方向一致。

C. 向右运动的物体，加速度要么向右，要么向左。

D. 两个物体相对静止，说明两个物体的相对速度为零。

简答题1.如何用向量方法解决平面运动问题？答：在平面运动中，一个物体在做匀速直线运动或匀加速直线运动时，我们可以用向量方法来解决很多问题。

首先，我们需要定义一个运动坐标系，并建立一个与坐标系相联系的矢量，通常是位置矢量。

然后通过求导或求导数，求出速度和加速度的矢量，并用它们来解决问题。

2.什么是匀速圆周运动？答：匀速圆周运动是一种做圆周运动并保持匀速的运动方式。

在匀速圆周运动中，物体可以有一个半径、一定的圆心和一个确定的速度。

习题11-1 质点作曲线运动，在时刻t 质点的位矢为r ，速度为v ，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 ∆），平均速度为v ，平均速率为v 。

（1）根据上述情况，则必有（ B ） （A ）r s r ∆=∆=∆（B ）r s r ∆≠∆≠∆，当0t ∆→时有dr ds dr =≠ （C ）r r s ∆≠∆≠∆，当0t ∆→时有dr dr ds =≠ （D ）r s r ∆=∆≠∆，当0t ∆→时有dr dr ds == （2）根据上述情况，则必有（ C ）（A ）,v v v v == （B ）,v v v v ≠≠ （C ）,v v v v =≠ （D ）,v v v v ≠=1-2 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即（1）dr dt ；（2）dr dt ；（3）dsdt；（4下列判断正确的是：( D )（A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确 （C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确1-3 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，即（1）dv dt a =；（2）dr dt v =；（3）ds dt v =；（4）t dv dt a =。

下述判断正确的是（ 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 1-4 一个质点在做圆周运动时，则有（ 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*1-5 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。

中职物理第一章运动练习题
1. 在匀速直线运动中，一辆汽车从静止开始，经过10秒后速度为20 m/s。

求汽车的加速度。

汽车的加速度为 0 m/s²，因为在匀速直线运动中，速度保持不变。

2. 一架飞机以24 m/s的速度水平飞行，飞行员把速度减小到12 m/s，约2秒钟，求飞机的加速度。

飞机的加速度为 -6 m/s²，因为速度的变化为减小，且时间为2秒钟。

3. 一个铅球由5m/s的速度竖直向上抛出，经过多久能回到起点？
铅球回到起点的时间为 1 秒，因为抛物运动的弹道是对称的，上升和下降的时间相等。

4. 一架火箭以20 m/s的速度向上垂直发射，在2秒钟内达到最
高点后迅速下降。

求火箭在达到最高点时的速度。

火箭在达到最高点时的速度为 0 m/s，因为在最高点上升的瞬
间速度为0，然后开始下降。

5. 一个自由落体物体从40m的高度落下，求它落地所需的时间。

自由落体物体落地所需的时间为 2 秒钟，根据自由落体的公式
h = 1/2 * g * t^2，其中 h 为下落距离，g 为重力加速度，t 为时间。

注意：以上练习题的答案仅供参考，实际应根据具体情况进行
计算和验证。

第十章波动1 . 一横波沿绳子传播时的波动表达式为)π4π10cos(05.0x t y -=，x ，y 的单位为米，t 的单位为秒。

（1）求此波的振幅、波速、频率和波长。

（2）求绳子上各质点振动的最大速度和最大加速度。

（3）求2.0=x m 处的质点在1=t s 时的相位，它是原点处质点在哪一时刻的相位？解 （1）将题中绳波表达式0.05cos(10π4π)0.05cos 2π()0.20.5t xy t x =-=- 与一般波动表达式)(π2cos λxT t A y -=比较，得振幅05.0=A m ，s T 2.0=频率5=ν Hz ，波长5.0=λ m 。

波速5.255.0=⨯==λνu m •s-1（2）绳上各质点振动的最大速度57.105.0514.32π2max =⨯⨯⨯===A A v νω m •s-1绳上各质点振动时的最大加速度3.4905.0514.34π422222max =⨯⨯⨯===A A a νωm •s-（3）将2.0=x m ，1=t s 代入)π4π10(x t -得到所求相位π2.92.0π41π10=⨯-⨯， 2.0=x m 处质点的振动比原点处质点的振动在时间上落后08.05.22.0==u x s （5.2==λνu m •s -1），所以它是原点处质点在92.0)08.01(0=-=t s 时的相位。

2.设有一平面简谐波 )3.001.0(π2cos 02.0x t y -= ， x ，y 以m 计， t 以s 计。

（1）求振幅、波长、频率和波速。

（2）求1.0=x m 处质点振动的初相位。

解（1）将题设平面简谐波的表式)3.001.0(π2cos 02.0xt y -=与一般表式)(π2cos λxT t A y -=比较，可得振幅02.0=A m ，波长3.0=λ m ，周期01.0=T s 。

因此频率10001.011===T νHz ， 波速 301003.0=⨯==λνu m ·s -（2）将1.0=x m 代入波动表式，得到位于该处的质点的振动表式4题图因而该处质点振动的初相位3π20-=ϕ。

物理学答案(第五版)物理学答案第五版 --马文蔚txt人和人的心最近又最远真诚是中间的通道试金可以用火试女人可以用金试男人可以用女人--往往都经不起那么一试面向 21 世纪课程教材学习辅导书物理学第五版习题分析与解答马文蔚主编殷实沈才康包刚编高等教育出版社前言本书是根据马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》第五版一书中的习题而作的分析与解答与上一版相比本书增加了选择题更换了约25％的习题所选习题覆盖了教育部非物理专业大学物理课程教学指导分委员会制定的《非大学物理课程教学基本要求讨论稿》中全部核心内容并选有少量扩展内容的习题所选习题尽可能突出基本训练和联系工程实际此外为了帮助学生掌握求解大学物理课程范围内的物理问题的思路和方法本书还为力学电磁学波动过程和光学热物理相对论和量子物理基础等撰写了涉及这些内容的解题思路和方法以期帮助学生启迪思维提高运用物理学的基本定律来分析问题和解决问题的能力物理学的基本概念和规律是在分析具体物理问题的过程中逐步被建立和掌握的解题之前必须对所研究的物理问题建立一个清晰的图像从而明确解题的思路只有这样才能在解完习题之后留下一些值得回味的东西体会到物理问题所蕴含的奥妙和涵义通过举一反三提高自己分析问题和解决问题的能力有鉴于此重分析简解答的模式成为编写本书的指导思想全书力求在分析中突出物理图像引导学生以科学探究的态度对待物理习题初步培养学生即物穷理的精神通过解题过程体验物理科学的魅力和价值尝试做学问的乐趣因此对于解题过程本书则尽可能做到简明扼要让学生自己去完成具体计算编者企盼这本书能对学生学习能力的提高和科学素质的培养有所帮助本书采用了1996 年全国自然科学名词审定委员会公布的《物理学名词》和中华人民共和国国家标准GB3100～3102 -93 中规定的法定计量单位本书由马文蔚教授主编由殷实沈才康包刚韦娜编写西北工业大学宋士贤教授审阅了全书并提出了许多详细中肯的修改意见在此编者致以诚挚的感谢由于编者的水平有限敬请读者批评指正编者2006 年1 月于南京目录第一篇力学求解力学问题的基本思路和方法第一章质点运动学第二章牛顿定律第三章动量守恒定律和能量守恒定律第四章刚体的转动第二篇电磁学求解电磁学问题的基本思路和方法第五章静电场第六章静电场中的导体与电介质第七章恒定磁场第八章电磁感应电磁场第三篇波动过程光学求解波动过程和光学问题的基本思路和方法第九章振动第十章波动第十一章光学第四篇气体动理论热力学基础求解气体动理论和热力学问题的基本思路和方法第十二章气体动理论第十三章热力学基础第五篇近代物理基础求解近代物理问题的基本思路和方法第十四章相对论第十五章量子物理附录部分数学公式第一篇力学求解力学问题的基本思路和方法物理学是一门基础学科它研究物质运动的各种基本规律．由于不同运动形式具有不同的运动规律从而要用不同的研究方法处理．力学是研究物体机械运动规律的一门学科而机械运动有各种运动形态每一种形态和物体受力情况以及初始状态有密切关系．掌握力的各种效应和运动状态改变之间的一系列规律是求解力学问题的重要基础．但仅仅记住一些公式是远远不够的．求解一个具体物理问题首先应明确研究对象的运动性质选择符合题意的恰当的模型透彻认清物体受力和运动过程的特点等等．根据模型条件和结论之间的逻辑关系运用科学合理的研究方法进而选择一个正确简便的解题切入点在这里思路和方法起着非常重要的作用．1．正确选择物理模型和认识运动过程力学中常有质点质点系刚体等模型．每种模型都有特定的含义适用范围和物理规律．采用何种模型既要考虑问题本身的限制又要注意解决问题的需要．例如用动能定理来处理物体的运动时可把物体抽象为质点模型．而用功能原理来处理时就必须把物体与地球组成一个系统来处理．再如对绕固定轴转动的门或质量和形状不能不计的定滑轮来说必须把它视为刚体并用角量和相应规律来进行讨论．在正确选择了物理模型后还必须对运动过程的性质和特点有充分理解如物体所受力矩是恒定的还是变化的质点作一般曲线运动还是作圆周运动等等以此决定解题时采用的解题方法和数学工具．2叠加法叠加原理是物理学中应用非常广泛的一条重要原理据此力学中任何复杂运动都可以被看成由几个较为简单运动叠加而成．例如质点作一般平面运动时通常可以看成是由两个相互垂直的直线运动叠加而成而对作圆周运动的质点来说其上的外力可按运动轨迹的切向和法向分解其中切向力只改变速度的大小而法向力只改变速度的方向．对刚体平面平行运动来说可以理解为任一时刻它包含了两个运动的叠加一是质心的平动二是绕质心的转动．运动的独立性和叠加性是叠加原理中的两个重要原则掌握若干基本的简单运动的物理规律再运用叠加法就可以使我们化复杂为简单．此外运用叠加法时要注意选择合适的坐标系选择什么样的坐标系就意味着运动将按相应形式分解．在力学中对一般平面曲线运动多采用平面直角坐标系平面圆周运动多采用自然坐标系而对刚体绕定轴转动则采用角坐标系等等．叠加原理在诸如电磁学振动波动等其他领域内都有广泛应用是物理学研究物质运动的一种基本思想和方法需读者在解题过程中不断体会和领悟．3类比法有些不同性质运动的规律具有某些相似性理解这种相似性产生的条件和遵从的规律有利于发现和认识物质运动的概括性和统一性．而且还应在学习中善于发现并充分利用这种相似性以拓宽自己的知识面．例如质点的直线运动和刚体绕定轴转动是两类不同运动但是运动规律却有许多可类比和相似之处如与与其实它们之间只是用角量替换了相应的线量而已这就可由比较熟悉的公式联想到不太熟悉的公式．这种类比不仅运动学有动力学也有如与与与可以看出两类不同运动中各量的对应关系十分明显使我们可以把对质点运动的分析方法移植到刚体转动问题的分析中去．当然移植时必须注意两种运动的区别一个是平动一个是转动状态变化的原因一个是力而另一个是力矩．此外还有许多可以类比的实例如万有引力与库仑力静电场与稳恒磁场电介质的极化与磁介质的磁化等等．只要我们在物理学习中善于归纳类比就可以沟通不同领域内相似物理问题的研究思想和方法并由此及彼触类旁通．4．微积分在力学解题中的运用微积分是大学物理学习中应用很多的一种数学运算在力学中较为突出也是初学大学物理课程时遇到的一个困难．要用好微积分这个数学工具首先应在思想上认识到物体在运动过程中反映其运动特征的物理量是随时空的变化而变化的．一般来说它们是时空坐标的函数．运用微积分可求得质点的运动方程和运动状态．这是大学物理和中学物理最显著的区别．例如通过对质点速度函数中的时间t 求一阶导数就可得到质点加速度函数．另外对物理量数学表达式进行合理变形就可得出新的物理含义．如由借助积分求和运算可求得在t1 -t2 时间内质点速度的变化同样由也可求得质点的运动方程．以质点运动学为例我们可用微积分把运动学问题归纳如下第一类问题已知运动方程求速度和加速度第二类问题已知质点加速度以及在起始状态时的位矢和速度可求得质点的运动方程．在力学中还有很多这样的关系读者不妨自己归纳整理一下从而学会自觉运用微积分来处理物理问题运用时有以下几个问题需要引起大家的关注1 运用微积分的物理条件．在力学学习中我们会发现和等描述质点运动规律的公式只是式和式在加速度为恒矢量条件下积分后的结果．此外在高中物理中只讨论了一些质点在恒力作用下的力学规律和相关物理问题而在大学物理中则主要研究在变力和变力矩作用下的力学问题微积分将成为求解上述问题的主要数学工具．2 如何对矢量函数进行微积分运算．我们知道很多物理量都是矢量如力学中的rvap 等物理量矢量既有大小又有方向从数学角度看它们都是二元函数在大学物理学习中通常结合叠加法进行操作如对一般平面曲线运动可先将矢量在固定直角坐标系中分解分别对xy 轴两个固定方向的分量可视为标量进行微积分运算最后再通过叠加法求得矢量的大小和方向对平面圆周运动则可按切向和法向分解对切线方向上描述大小的物理量aｔvs 等进行微积分运算．3 积分运算中的分离变量和变量代换问题．以质点在变力作用下作直线运动为例如已知变力表达式和初始状态求质点的速率求解本问题一条路径是由F ＝m a 求得a的表达式再由式dv ＝ adt 通过积分运算求得v其中如果力为时间t 的显函数则a ＝a t 此时可两边直接积分即但如果力是速率v 的显函数则a ＝ a v 此时应先作分离变量后再两边积分即又如力是位置x 的显函数则a＝a x 此时可利用得并取代原式中的dt再分离变量后两边积分即用变量代换的方法可求得v x 表达式在以上积分中建议采用定积分下限为与积分元对应的初始条件上限则为待求量．5求解力学问题的几条路径综合力学中的定律可归结为三种基本路径即1 动力学方法如问题涉及到加速度此法应首选．运用牛顿定律转动定律以及运动学规律可求得几乎所有的基本力学量求解对象广泛但由于涉及到较多的过程细节对变力矩问题还将用到微积分运算故计算量较大．因而只要问题不涉及加速度则应首先考虑以下路径．2 角动量方法如问题不涉及加速度但涉及时间此法可首选．3 能量方法如问题既不涉及加速度又不涉及时间则应首先考虑用动能定理或功能原理处理问题．当然对复杂问题几种方法应同时考虑．此外三个守恒定律动量守恒能量守恒角动量守恒定律能否成立往往是求解力学问题首先应考虑的问题．总之应学会从不同角度分析与探讨问题．以上只是原则上给出求解力学问题一些基本思想与方法其实求解具体力学问题并无固定模式有时全靠悟性．但这种悟性产生于对物理基本规律的深入理解与物理学方法掌握之中要学会在解题过程中不断总结与思考从而使自己分析问题的能力不断增强．第一章质点运动学1 -1 质点作曲线运动在时刻t 质点的位矢为r速度为v 速率为vt 至 t ＋Δt 时间内的位移为Δr 路程为Δs 位矢大小的变化量为Δr 或称Δ｜r｜平均速度为平均速率为．1 根据上述情况则必有A ｜Δr｜Δs ΔrB ｜Δr｜≠Δs ≠Δr当Δt→0 时有｜dr｜ ds ≠ drC ｜Δr｜≠Δr ≠Δs当Δt→0 时有｜dr｜ dr ≠ dsD ｜Δr｜≠Δs ≠Δr当Δt→0 时有｜dr｜ dr ds2 根据上述情况则必有A ｜｜｜｜B ｜｜≠｜｜≠C ｜｜｜｜≠D ｜｜≠｜｜分析与解 1 质点在t 至 t ＋Δt 时间内沿曲线从P 点运动到P′点各量关系如图所示其中路程Δs ＝PP′位移大小｜Δr｜＝PP′而Δr ＝｜r｜-｜r｜表示质点位矢大小的变化量三个量的物理含义不同在曲线运动中大小也不相等注在直线运动中有相等的可能．但当Δt→0 时点P′无限趋近P点则有｜dr｜＝ds但却不等于dr．故选 B ．2 由于｜Δr ｜≠Δs故即｜｜≠．但由于｜dr｜＝ds故即｜｜＝．由此可见应选 C ．1 -2 一运动质点在某瞬时位于位矢r xy 的端点处对其速度的大小有四种意见即1 2 3 4 ．下述判断正确的是A 只有 1 2 正确B 只有 2 正确C 只有 2 3 正确D 只有 3 4 正确分析与解表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率在极坐标系中叫径向速率．通常用符号vr表示这是速度矢量在位矢方向上的一个分量表示速度矢量在自然坐标系中速度大小可用公式计算在直角坐标系中则可由公式求解．故选 D ．1 -3 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 aｔ表示切向加速度．对下列表达式即1 d v dt ＝a2 drdt ＝v3 dsdt ＝v4 d v dt｜＝aｔ．下述判断正确的是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 是对的分析与解表示切向加速度aｔ它表示速度大小随时间的变化率是加速度矢量沿速度方向的一个分量起改变速度大小的作用在极坐标系中表示径向速率vr 如题1 -2 所述在自然坐标系中表示质点的速率v而表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有 3 式表达是正确的．故选 D ．1 -4 一个质点在做圆周运动时则有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分析与解加速度的切向分量aｔ起改变速度大小的作用而法向分量an起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时由于速度方向不断改变相应法向加速度的方向也在不断改变因而法向加速度是一定改变的．至于aｔ是否改变则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时 aｔ恒为零质点作匀变速率圆周运动时 aｔ为一不为零的恒量当aｔ改变时质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见应选 B ．1 -5 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v0 收绳绳不伸长且湖水静止小船的速率为v则小船作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 匀速直线运动分析与解本题关键是先求得小船速度表达式进而判断运动性质．为此建立如图所示坐标系设定滑轮距水面高度为ht 时刻定滑轮距小船的绳长为l则小船的运动方程为其中绳长l 随时间t 而变化．小船速度式中表示绳长l 随时间的变化率其大小即为v0代入整理后为方向沿x 轴负向．由速度表达式可判断小船作变加速运动．故选 C ．讨论有人会将绳子速率v0按xy 两个方向分解则小船速度这样做对吗1 -6 已知质点沿x 轴作直线运动其运动方程为式中x 的单位为mt 的单位为 s．求1 质点在运动开始后40 s内的位移的大小2 质点在该时间内所通过的路程3 t＝4 s时质点的速度和加速度．分析位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线运动且运动方向不改变时位移的大小才会与路程相等．质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到而在求路程时就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向此时位移的大小和路程就不同了．为此需根据来确定其运动方向改变的时刻tp 求出0～tp 和tp～t 内的位移大小Δx1 Δx2 则t 时间内的路程如图所示至于t ＝40 s 时质点速度和加速度可用和两式计算．解 1 质点在40 s内位移的大小2 由得知质点的换向时刻为t＝0不合题意则所以质点在40 s时间间隔内的路程为3 t＝40 s时1 -7 一质点沿x 轴方向作直线运动其速度与时间的关系如图 a 所示．设t＝0 时x＝0．试根据已知的v-t 图画出a-t 图以及x -t 图．分析根据加速度的定义可知在直线运动中v-t曲线的斜率为加速度的大小图中ABCD 段斜率为定值即匀变速直线运动而线段BC 的斜率为0加速度为零即匀速直线运动．加速度为恒量在a-t 图上是平行于t 轴的直线由v-t 图中求出各段的斜率即可作出a-t 图线．又由速度的定义可知x-t 曲线的斜率为速度的大小．因此匀速直线运动所对应的x -t 图应是一直线而匀变速直线运动所对应的x–t 图为t 的二次曲线．根据各段时间内的运动方程x＝x t 求出不同时刻t 的位置x采用描数据点的方法可作出x-t 图．解将曲线分为ABBCCD 三个过程它们对应的加速度值分别为匀加速直线运动匀速直线运动匀减速直线运动根据上述结果即可作出质点的a-t 图〔图 B 〕．在匀变速直线运动中有由此可计算在0～2ｓ和4～6ｓ时间间隔内各时刻的位置分别为用描数据点的作图方法由表中数据可作0～2ｓ和4～6ｓ时间内的x -t 图．在2～4ｓ时间内质点是作的匀速直线运动其x -t 图是斜率k＝20的一段直线〔图 c 〕．1 -8 已知质点的运动方程为式中r 的单位为mt 的单位为ｓ．求1 质点的运动轨迹2 t ＝0 及t ＝2ｓ时质点的位矢3 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移Δr 和径向增量Δr4 2 ｓ内质点所走过的路程s．分析质点的轨迹方程为y ＝f x 可由运动方程的两个分量式x t 和y t 中消去t 即可得到．对于rΔrΔrΔs 来说物理含义不同可根据其定义计算．其中对s的求解用到积分方法先在轨迹上任取一段微元ds则最后用积分求ｓ．解 1 由x t 和y t 中消去t 后得质点轨迹方程为这是一个抛物线方程轨迹如图 a 所示．2 将t ＝0ｓ和t ＝2ｓ分别代入运动方程可得相应位矢分别为图 a 中的PQ 两点即为t ＝0ｓ和t ＝2ｓ时质点所在位置．3 由位移表达式得其中位移大小而径向增量4 如图 B 所示所求Δs 即为图中PQ段长度先在其间任意处取AB 微元ds 则由轨道方程可得代入ds则2ｓ内路程为1 -9 质点的运动方程为式中xy 的单位为mt 的单位为ｓ．试求 1 初速度的大小和方向 2 加速度的大小和方向．分析由运动方程的分量式可分别求出速度加速度的分量再由运动合成算出速度和加速度的大小和方向．解 1 速度的分量式为当t ＝0 时 vox ＝-10 mｓ-1 voy ＝15 mｓ-1 则初速度大小为设vo与x 轴的夹角为α则α＝123°41′2 加速度的分量式为则加速度的大小为设a 与x 轴的夹角为β则β＝-33°41′或326°19′1 -10 一升降机以加速度122 mｓ-2上升当上升速度为244 mｓ-1时有一螺丝自升降机的天花板上松脱天花板与升降机的底面相距274 m．计算 1 螺丝从天花板落到底面所需要的时间 2 螺丝相对升降机外固定柱子的下降距离．分析在升降机与螺丝之间有相对运动的情况下一种处理方法是取地面为参考系分别讨论升降机竖直向上的匀加速度运动和初速不为零的螺丝的自由落体运动列出这两种运动在同一坐标系中的运动方程y1 ＝y1 t 和y2 ＝y2 t 并考虑它们相遇即位矢相同这一条件问题即可解另一种方法是取升降机或螺丝为参考系这时螺丝或升降机相对它作匀加速运动但是此加速度应该是相对加速度．升降机厢的高度就是螺丝或升降机运动的路程．解 1 1 以地面为参考系取如图所示的坐标系升降机与螺丝的运动方程分别为当螺丝落至底面时有y1 ＝y2 即2 螺丝相对升降机外固定柱子下降的距离为解2 1 以升降机为参考系此时螺丝相对它的加速度大小a′＝g ＋a螺丝落至底面时有2 由于升降机在t 时间内上升的高度为则1 -11 一质点P 沿半径R ＝30 m的圆周作匀速率运动运动一周所需时间为200ｓ设t ＝0 时质点位于O 点．按 a 图中所示Oxy 坐标系求 1 质点P 在任意时刻的位矢2 5ｓ时的速度和加速度．分析该题属于运动学的第一类问题即已知运动方程r ＝r t 求质点运动的一切信息如位置矢量位移速度加速度．在确定运动方程时若取以点 03 为原点的O′x′y′坐标系并采用参数方程x′＝x′ t 和y′＝y′ t 来表示圆周运动是比较方便的．然后运用坐标变换x ＝x0 ＋x′和y ＝y0 ＋y′将所得参数方程转换至Oxy 坐标系中即得Oxy 坐标系中质点P 在任意时刻的位矢．采用对运动方程求导的方法可得速度和加速度．解 1 如图 B 所示在O′x′y′坐标系中因则质点P 的参数方程为坐标变换后在Oxy 坐标系中有则质点P 的位矢方程为2 5ｓ时的速度和加速度分别为1 -12 地面上垂直竖立一高200 m 的旗杆已知正午时分太阳在旗杆的正上方求在下午2∶00 时杆顶在地面上的影子的速度的大小．在何时刻杆影伸展至200 m分析为求杆顶在地面上影子速度的大小必须建立影长与时间的函数关系即影子端点的位矢方程．根据几何关系影长可通过太阳光线对地转动的角速度求得．由于运动的相对性太阳光线对地转动的角速度也就是地球自转的角速度．这样影子端点的位矢方程和速度均可求得．解设太阳光线对地转动的角速度为ω从正午时分开始计时则杆的影长为s＝htgωt下午2∶00 时杆顶在地面上影子的速度大小为当杆长等于影长时即s ＝h则即为下午3∶00 时．1 -13 质点沿直线运动加速度a＝4 -t2 式中a的单位为mｓ-2 t的单位为ｓ．如果当t ＝3ｓ时x＝9 mv ＝2 mｓ-1 求质点的运动方程．分析本题属于运动学第二类问题即已知加速度求速度和运动方程必须在给定条件下用积分方法解决．由和可得和．如a＝a t 或v ＝v t 则可两边直接积分．如果a 或v不是时间t 的显函数则应经过诸如分离变量或变量代换等数学操作后再做积分．解由分析知应有得 1由得 2将t＝3ｓ时x＝9 mv＝2 mｓ-1代入 1 2 得v0＝-1 mｓ-1x0＝075 m．于是可得质点运动方程为1 -14 一石子从空中由静止下落由于空气阻力石子并非作自由落体运动现测得其加速度a＝A -Bv式中AB 为正恒量求石子下落的速度和运动方程．分析本题亦属于运动学第二类问题与上题不同之处在于加速度是速度v 的函数因此需将式dv ＝a v dt 分离变量为后再两边积分．解选取石子下落方向为y 轴正向下落起点为坐标原点．1 由题意知 1用分离变量法把式 1 改写为2将式 2 两边积分并考虑初始条件有得石子速度由此可知当t→∞时为一常量通常称为极限速度或收尾速度．2 再由并考虑初始条件有得石子运动方程1 -15 一质点具有恒定加速度a ＝6i ＋4j式中a的单位为mｓ-2 ．在t ＝0时其速度为零位置矢量r0 ＝10 mi．求 1 在任意时刻的速度和位置矢量 2 质点在Oxy 平面上的轨迹方程并画出轨迹的示意图．分析与上两题不同处在于质点作平面曲线运动根据叠加原理求解时需根据加速度的两个分量ax 和ay分别积分从而得到运动方程r的两个分量式x t 和y t ．由于本题中质点加速度为恒矢量故两次积分后所得运动方程为固定形式即和两个分运动均为匀变速直线运动．读者不妨自己验证一下．。

4-1 分析与解 力对轴之力矩通常有三种情况：其中两种情况下力矩为零：一是力的作用线通过转轴，二是力平行于转轴(例如门的重力并不能使门转)．不满足上述情况下的作用力(含题述作用力垂直于转轴的情况)对轴之矩不为零，但同时有两个力作用时，只要满足两力矩大小相等，方向相反，两力矩对同一轴的合外力矩也可以为零，由以上规则可知(1)(2)说法是正确．对于(3)(4)两种说法，如作用于刚体上的两个力为共点力，当合力为零时，它们对同一轴的合外力矩也一定为零，反之亦然．但如这两个力为非共点力，则以上结论不成立，故(3)(4)说法不完全正确．综上所述，应选(B)．4-2 分析与解 刚体中相邻质元之间的一对内力属于作用力与反作用力，且作用点相同，故对同一轴的力矩之和必为零，因此可推知刚体中所有内力矩之和为零，因而不会影响刚体的角加速度或角动量等，故(1)(2)说法正确．对说法(3)来说，题述情况中两个刚体对同一轴的转动惯量因形状、大小不同有可能不同，因而在相同力矩作用下，产生的角加速度不一定相同，因而运动状态未必相同，由此可见应选(B)．4-3 分析与解 如图所示，在棒下落过程中，重力对轴之矩是变化的，其大小与棒和水平面的夹角有关．当棒处于水平位置，重力矩最大，当棒处于竖直位置时，重力矩为零．因此在棒在下落过程中重力矩由大到小，由转动定律知，棒的角加速亦由大到小，而棒的角速度却由小到大(由机械能守恒亦可判断角速度变化情况)，应选(C)．4-4 分析与解 对于圆盘一子弹系统来说，并无外力矩作用，故系统对轴O 的角动量守恒，故L 不变，此时应有下式成立，即ωJ ωJ d m d m =+-00v v式中mv D 为子弹对点O 的角动量ω０ 为圆盘初始角速度，J 为子弹留在盘中后系统对轴O 的转动惯量，J 0为子弹射入前盘对轴O 的转动惯量．由于J ＞J 0 ，则ω＜ω０ ．故选(C)．4-5 分析与解 由于卫星一直受到万有引力作用，故其动量不可能守恒，但由于万有引力一直指向地球中心，则万有引力对地球中心的力矩为零，故卫星对地球中心的角动星守恒，即r ×mv ＝恒量，式中r 为地球中心指向卫星的位矢．当卫星处于椭圆轨道上不同位置时，由于｜r ｜不同，由角动量守恒知卫星速率不同，其中当卫星处于近地点时速率最大，处于远地点时速率最小，故卫星动能并不守恒，但由万有引力为保守力，则卫星的机械能守恒，即卫星动能与万有引力势能之和维持不变，由此可见，应选(B)．4-6 分析 这是刚体的运动学问题．刚体定轴转动的运动学规律与质点的运动学规律有类似的关系，本题为匀变速转动．解 (1) 由于角速度ω＝2π n (n 为单位时间内的转数)，根据角加速度的定义tωαd d =，在匀变速转动中角加速度为 ()200s rad 1.13π2-⋅=-=-=tn n t ωωα (2) 发动机曲轴转过的角度为()0020π221n n t ωωt αt ωθ-=-=+= 在12 s 内曲轴转过的圈数为3902π20=+==t n n θN 4-7 分析 与质点运动学相似，刚体定轴转动的运动学问题也可分为两类：(1) 由转动的运动方程，通过求导得到角速度、角加速度；(2) 在确定的初始条件下，由角速度、角加速度通过积分得到转动的运动方程．本题由ω＝ω(t )出发，分别通过求导和积分得到电动机的角加速度和6.0 s 内转过的圈数．解 (1) 根据题意中转速随时间的变化关系，将t ＝6.0 s 代入，即得()10/0s 6.895.01--==-=ωe ωωηt(2) 角速度随时间变化的规律为 ()22//0s rad e 5.4e d d ---⋅===t ηt ηωt ωα (3) t ＝6.0 s 时转过的角度为()rad 9.36d 1d /60060=-==-⎰⎰t e ωt ωθηt 则t ＝6.0 s 时电动机转过的圈数87.5π2/==θN 圈4-8 分析 如将原子视为质点，则水分子中的氧原子对AA ′轴和BB ′ 轴的转动惯量均为零，因此计算水分子对两个轴的转动惯量时，只需考虑氢原子即可．解 由图可得θd m J H A A 22sin 2='θd m J H B B 22cos 2='此二式相加，可得22d m J J H B B A A =+'' 则 m 1059.9211-''⨯=+=HB B A A m J J d 由二式相比，可得θJ J B B A A 2tan /='' 则 o 3.521.141.93arctan arctan===''B B A A J J θ 4-9 分析 根据转动惯量的可叠加性，飞轮对轴的转动惯量可视为圆盘与两圆柱体对同轴的转动惯量之和；而匀质圆盘、圆柱体对轴的转动惯量的计算可查书中公式，或根据转动惯量的定义，用简单的积分计算得到．解 根据转动惯量的叠加性，由匀质圆盘、圆柱体对轴的转动惯量公式可得2424122221121m kg 136.021π161 2212212⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=+=ad ld ρd m d m J J J4-10 分析 由于转动惯量的可加性，求解第一问可有两种方法：一是由定义式m r J d 2⎰=计算，式中d m 可取半径为r 、宽度为d r 窄圆环；二是用补偿法可将剩余部分的转动惯量看成是原大圆盘和挖去的小圆盘对同一轴的转动惯量的差值．至于第二问需用到平行轴定理．解 挖去后的圆盘如图(b)所示．(1) 解1 由分析知22/3222/2203215d 2 d π2πd mR r r R m r r R m r m r J R R RR ====⎰⎰⎰ 解2 整个圆盘对OO 轴转动惯量为2121mR J =，挖去的小圆盘对OO 轴转动惯量2222232122ππ21mR R R R m J =⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=，由分析知，剩余部分对OO 轴的转动惯量为 22103215mR J J J =-= (2) 由平行轴定理，剩余部分对O ′O ′轴的转动惯量为22222032392ππ3215mR R R R m m mR J =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=' 4-11 分析 在运动过程中，飞轮和重物的运动形式是不同的．飞轮作定轴转动，而重物是作落体运动，它们之间有着内在的联系．由于绳子不可伸长，并且质量可以忽略．这样，飞轮的转动惯量，就可根据转动定律和牛顿定律联合来确定，其中重物的加速度，可通过它下落时的匀加速运动规律来确定．该题也可用功能关系来处理．将飞轮、重物和地球视为系统，绳子张力作用于飞轮、重物的功之和为零，系统的机械能守恒．利用匀加速运动的路程、速度和加速度关系，以及线速度和角速度的关系，代入机械能守恒方程中即可解得．解1 设绳子的拉力为F Ｔ，对飞轮而言，根据转动定律，有αJ R F T = (1)而对重物而言，由牛顿定律，有ma F mg T =- (2)由于绳子不可伸长，因此，有αR a = (3)重物作匀加速下落，则有221at h = (4) 由上述各式可解得飞轮的转动惯量为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1222h gt mR J 解2 根据系统的机械能守恒定律，有0212122=++-ωJ m mgh v (1′) 而线速度和角速度的关系为ωR =v (2′)又根据重物作匀加速运动时，有at =v (3′)ah 22=v (4′)由上述各式可得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1222h gt mR J 若轴承处存在摩擦，上述测量转动惯量的方法仍可采用．这时，只需通过用两个不同质量的重物做两次测量即可消除摩擦力矩带来的影响．4-12 分析 由于作用在飞轮上的力矩是恒力矩，因此，根据转动定律可知，飞轮的角加速度是一恒量；又由匀变速转动中角加速度与时间的关系，可解出飞轮所经历的时间．该题还可应用角动量定理直接求解．解1 在匀变速转动中，角加速度tωωα0-=，由转动定律αJ M =，可得飞轮所经历的时间 ()s 8.10200=-=-=n n MJ πJ M ωωt 解2 飞轮在恒外力矩作用下，根据角动量定理，有()00d ωωJ t M t-=⎰ 则 ()s 8.10π200=-=-=n n MJ J M ωωt 4-13 分析 该系统的运动包含圆柱体的转动和悬挂物的下落运动(平动).两种不同的运动形式应依据不同的动力学方程去求解，但是，两物体的运动由柔绳相联系，它们运动量之间的联系可由角量与线量的关系得到.解 (1) 分别作两物体的受力分析，如图(b).对实心圆柱体而言，由转动定律得αr m αJ r F T 2121== 对悬挂物体而言，依据牛顿定律，有a m F g m F P T T 222='-='-且F Ｔ ＝F Ｔ′ .又由角量与线量之间的关系，得 αr a =解上述方程组，可得物体下落的加速度21222m m g m a += 在t ＝1.0 s 时，B 下落的距离为m 45.222121222=+==m m gt m at s (2) 由式(2)可得绳中的张力为()N 2.3922121=+=-=g m m m m a g m F T4-14 分析 由于组合轮是一整体，它的转动惯量是两轮转动惯量之和，它所受的力矩是两绳索张力矩的矢量和(注意两力矩的方向不同).对平动的物体和转动的组合轮分别列出动力学方程，结合角加速度和线加速度之间的关系即可解得.解 分别对两物体及组合轮作受力分析，如图(b).根据质点的牛顿定律和刚体的转动定律，有111111a m F g m F P T T=-='- (1) 222222a m g m F P F T T =-=-' (2)()αJ J r F R F T T 2121+=- (3)11T T F F =',22T T F F =' (4)由角加速度和线加速度之间的关系，有αR a =1 (5)αr a =2 (6)解上述方程组，可得gR r m R m J J r m R m a 222121211+++-= gr rm R m J J r m R m a 222121212+++-= g m r m R m J J Rr m r m J J F T 1222121221211++++++= g m r m R m J J Rr m R m J J F T 2222121121212++++++=4-15 分析 这是连接体的动力学问题，对于这类问题仍采用隔离体的方法，从受力分析着手，然后列出各物体在不同运动形式下的动力学方程.物体A 和B 可视为质点，则运用牛顿定律.由于绳与滑轮间无滑动，滑轮两边绳中的张力是不同的，滑轮在力矩作用下产生定轴转动，因此，对滑轮必须运用刚体的定轴转动定律.列出动力学方程，并考虑到角量与线量之间的关系，即能解出结果来.解 作A 、B 和滑轮的受力分析，如图(b).其中A 是在张力F Ｔ1 、重力P 1 ，支持力F Ｎ 和摩擦力F ｆ 的作用下运动，根据牛顿定律，沿斜面方向有11111cos sin a m θg m μθg m F T =-- (1)而B 则是在张力F Ｔ2 和重力P 2 的作用下运动，有2222a m F g m T =- (2)由于绳子不能伸长、绳与轮之间无滑动，则有αr a a ==21 (3)对滑轮而言，根据定轴转动定律有αJ r F r F T T ='-'12 (4)11T T F F =',22T T F F =' (5)解上述各方程可得22111221cos sin rJ m m θg m μθg m g m a a ++--== ()()22121211//cos sin cos sin 1rJ m m r gJ m θμθθμθg m m F T ++++++= ()22122212//cos sin 1rJ m m r gJ m θμθg m m F T +++++= 4-16 分析 飞轮的制动是闸瓦对它的摩擦力矩作用的结果，因此，由飞轮的转动规律可确定制动时所需的摩擦力矩.但是，摩擦力矩的产生与大小，是由闸瓦与飞轮之间的正压力F Ｎ 决定的，而此力又是由制动力F 通过杠杆作用来实现的.所以，制动力可以通过杠杆的力矩平衡来求出.解 飞轮和闸杆的受力分析，如图(b)所示.根据闸杆的力矩平衡，有()0121='-+l F l l F N而NN F F '=，则闸瓦作用于轮的摩擦力矩为 d μF l l l d μF d F M N 121f 2212+=== (1) 摩擦力矩是恒力矩，飞轮作匀角加速转动，由转动的运动规律，有 tn t ωt ωωαπ200==-= (2) 因飞轮的质量集中于轮缘，它绕轴的转动惯量4/2md J=，根据转动定律αJ M =，由式(1)、(2)可得制动力()N 1014.32211⨯=+=tl l μnmdl πF 4-17 分析 转动圆盘在平板上能逐渐停止下来是由于平板对其摩擦力矩作用的结果.由于圆盘各部分所受的摩擦力的力臂不同，总的摩擦力矩应是各部分摩擦力矩的积分.为此，可考虑将圆盘分割成许多同心圆环，取半径为r 、宽为d r 的圆环为面元，环所受摩擦力dF ｆ ＝2πr μmgd r /πR 2 ，其方向均与环的半径垂直，因此，该圆环的摩擦力矩d M ＝r ×d F ｆ ，其方向沿转动轴，则圆盘所受的总摩擦力矩M ＝∫ d M .这样，总的摩擦力矩的计算就可通过积分来完成.由于摩擦力矩是恒力矩，则由角动量定理M Δt ＝Δ(Jω)，可求得圆盘停止前所经历的时间Δt .当然也可由转动定律求解得.解 (1) 由分析可知，圆盘上半径为r 、宽度为d r 的同心圆环所受的摩擦力矩为()k F r M 22f /d 2d R r mg μr d -=⨯=式中k 为轴向的单位矢量.圆盘所受的总摩擦力矩大小为 mgR μr R mg μr M M R32d 2d 022===⎰⎰(2) 由于摩擦力矩是一恒力矩，圆盘的转动惯量J ＝mR 2/2 .由角动量定理M Δt ＝Δ(Jω)，可得圆盘停止的时间为gμR ωM ωJ t 43Δ== 4-18 分析 由于空气的阻力矩与角速度成正比，由转动定律可知，在变力矩作用下，通风机叶片的转动是变角加速转动，因此，在讨论转动的运动学关系时，必须从角加速度和角速度的定义出发，通过积分的方法去解.解 (1) 通风机叶片所受的阻力矩为M ＝－Cω，由转动定律M ＝Jα，可得叶片的角加速度为JωC t ωα-==d d (1) 根据初始条件对式(1)积分，有t J C ωωt ωωd d 00⎰⎰-= 由于C 和J 均为常量，得J Ct e ωω/0-= (2)当角速度由ω0 → 12 ω0 时，转动所需的时间为2ln CJ t = (2) 根据初始条件对式(2)积分，有 t e ωθJ Ct t θd d /000-⎰⎰= 即CωJ θ20= 在时间t 内所转过的圈数为 CωJ θN π4π20== 4-19 分析 由于棒的质量不计，该系统对z 轴的角动量即为两小球对z 轴的角动量之和，首先可求出系统对z 轴的转动惯量(若考虑棒的质量，其转动惯量为多少，读者可自己想一想)，系统所受合外力矩既可以运用角动量定理，也可用转动定律来求解.相比之下，前者对本题更直接.解 (1) 两小球对z 轴的转动惯量为()()222sin 2sin 22αl m αl m mr J ===，则系统对z 轴的角动量为 ()αe ωml mr ωJ L t 2022sin 122--===此处也可先求出每个小球对z 轴的角动量后再求和.(2) 由角动量定理得 ()[]αe ωml t t L M t 202sin 12d d d d --==t e αωml -=202sin 2 t ＝0时，合外力矩为αωml M 202sin 2=此处也可先求解系统绕z 轴的角加速度表达式，即t e ωtωα-==0d d ，再由M ＝Jα求得M . 4-20 分析 盘边缘裂开时，小碎块以原有的切向速度作上抛运动，由质点运动学规律可求得上抛的最大高度.此外，在碎块与盘分离的过程中，满足角动量守恒条件，由角动量守恒定律可计算破裂后盘的角动量.解 (1) 碎块抛出时的初速度为R ω=0v由于碎块竖直上抛运动，它所能到达的高度为gR ωg h 222220==v (2) 圆盘在裂开的过程中，其角动量守恒，故有L L L '-=0 式中ωR m L 221'=为圆盘未碎时的角动量；ωmR L 2='为碎块被视为质点时，碎块对轴的角动量；L 为破裂后盘的角动量.则ωR m m L 221⎪⎭⎫ ⎝⎛-'= 4-21 分析 子弹与杆相互作用的瞬间，可将子弹视为绕轴的转动.这样，子弹射入杆前的角速度可表示为ω，子弹陷入杆后，它们将一起以角速度ω′ 转动.若将子弹和杆视为系统，因系统不受外力矩作用，故系统的角动量守恒.由角动量守恒定律可解得杆的角速度.解 根据角动量守恒定理()ωJ J ωJ '+=212式中()2222/l m J =为子弹绕轴的转动惯量，J 2ω为子弹在陷入杆前的角动量，ω＝2v/l 为子弹在此刻绕轴的角速度.12/211l m J =为杆绕轴的转动惯量.可得杆的角速度为()1212212s 1.2936-=+=+='m m m J J ωJ ωv 4-22 分析 两伞型轮在啮合过程中存在着相互作用力，这对力分别作用在两轮上，并各自产生不同方向的力矩，对转动的轮Ⅰ而言是阻力矩，而对原静止的轮Ⅱ则是启动力矩.由于相互作用的时间很短，虽然作用力的位置知道，但作用力大小无法得知，因此，力矩是未知的.但是，其作用的效果可从轮的转动状态的变化来分析.对两轮分别应用角动量定理，并考虑到啮合后它们有相同的线速度，这样，啮合后它们各自的角速度就能求出.解 设相互作用力为F ，在啮合的短时间Δt 内，根据角动量定理，对轮Ⅰ、轮Ⅱ分别有()0111ΔωωJ t F r -=- (1)222ΔωJ t F r = (2)两轮啮合后应有相同的线速度，故有2211ωr ωr = (3)由上述各式可解得啮合后两轮的角速度分别为21022*******r ωJ r J r ωJ ω+= 4-23 分析 小孩与转台作为一定轴转动系统，人与转台之间的相互作用力为内力，沿竖直轴方向不受外力矩作用，故系统的角动量守恒.在应用角动量守恒时，必须注意人和转台的角速度ω、ω0 都是相对于地面而言的，而人相对于转台的角速度ω1 应满足相对角速度的关系式10ωωω+= .解 由相对角速度的关系，人相对地面的角速度为Rωωωωv +=+=010 由于系统初始是静止的，根据系统的角动量守恒定律，有()010100=++ωωJ ωJ式中J 0 、J 1 ＝mR 2 分别为转台、人对转台中心轴的转动惯量.由式(1)、(2)可得转台的角速度为122020s 1052.9--⨯-=+-=RmR J mR ωv 式中负号表示转台转动的方向与人对地面的转动方向相反.4-24 分析 对转动系统而言，随着砂粒的下落，系统的转动惯量发生了改变.但是，砂粒下落对转台不产生力矩的作用，因此，系统在转动过程中的角动量是守恒的.在时间t 内落至台面的砂粒的质量，可由其流量求出，从而可算出它所引起的附加的转动惯量.这样，转台在不同时刻的角速度就可由角动量守恒定律求出.解 在时间0→10 s 内落至台面的砂粒的质量为kg 10.0Qd s100==⎰t m 根据系统的角动量守恒定律，有()ωmr J ωJ 2000+=则t ＝10 s 时，转台的角速度 112000s π80.0-=+=J mrJ ωJ ω4-25 分析 将飞船与喷出的气体作为研究系统，在喷气过程中，系统不受外力矩作用，其角动量守恒.在列出方程时应注意：(1) 由于喷气质量远小于飞船质量，喷气前、后系统的角动量近似为飞船的角动量J ω；(2) 喷气过程中气流速率u 远大于飞船侧面的线速度ωr ，因此，整个喷气过程中，气流相对于空间的速率仍可近似看作是 u ，这样，排出气体的总角动量()mur m r ωu m≈+⎰d .经上述处理后，可使问题大大简化. 解 取飞船和喷出的气体为系统，根据角动量守恒定律，有0=-mur ωJ (1)因喷气的流量恒定，故有Qt m 2= (2)由式(1)、(2)可得喷气的喷射时间为s 67.22==QurωJ t 4-26 分析 对蜘蛛和转台所组成的转动系统而言，在蜘蛛下落至转台面以及慢慢向中心爬移过程中，均未受到外力矩的作用，故系统的角动量守恒.应该注意的是，蜘蛛爬行过程中，其转动惯量是在不断改变的.由系统的角动量守恒定律即可求解.解 (1) 蜘蛛垂直下落至转台边缘时，由系统的角动量守恒定律，有()b a ωJ J ωJ 100+= 式中2021R m J '=为转台对其中心轴的转动惯量，21mR J =为蜘蛛刚落至台面边缘时，它对轴的转动惯量.于是可得 a a b ωmm m ωJ J J ω2100+''=+= (2) 在蜘蛛向中心轴处慢慢爬行的过程中，其转动惯量将随半径r 而改变，即22mr J =.在此过程中，由系统角动量守恒，有()c a ωJ J ωJ 100+=4-27 分析 该题属于常见的刚体转动问题，可分为两个过程来讨论：(1) 瞬间的打击过程.在瞬间外力的打击下，棒受到外力矩的角冲量，根据角动量定理，棒的角动量将发生变化，则获得一定的角速度.(2) 棒的转动过程.由于棒和地球所组成的系统，除重力(保守内力)外无其他外力做功，因此系统的机械能守恒，根据机械能守恒定律，可求得棒的偏转角度.解 (1) 由刚体的角动量定理得120s m kg 0.2d -⋅⋅====⎰t ΔFl t M ωJ L Δ(2) 取棒和地球为一系统，并选O 处为重力势能零点.在转动过程中，系统的机械能守恒，即()θmgl ωJ cos 1212120-= 由式(1)、(2)可得棒的偏转角度为8388Δ31arccos o 222'=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=gl m t F θ 4-28 分析 当人造卫星在绕地球的椭圆轨道上运行时，只受到有心力———万有引力的作用.因此，卫星在运行过程中角动量是守恒的，同时该力对地球和卫星组成的系统而言，又是属于保守内力，因此，系统又满足机械能守恒定律.根据上述两条守恒定律可求出卫星在近地点和远地点时的速率.解 由于卫星在近地点和远地点处的速度方向与椭圆径矢垂直，因此，由角动量守恒定律有2211v v mr mr = (1)又因卫星与地球系统的机械能守恒，故有2221212121r Gmm m r Gmm m E E -=-v v (2) 式中G 为引力常量，m Ｅ 和m 分别为地球和卫星的质量，r 1 和r 2 是卫星在近地点和远地点时离地球中心的距离.由式(1)、(2)可解得卫星在近地点和远地点的速率分别为 ()1321121s m 1011.8-⋅⨯=+=r r r r Gm E v 131212s m 1031.6-⋅⨯==v v r r 4-29 分析 由于地球自转一周的时间为24 小时，由ω＝2π/T 可确定地球的自转角速度和地球自转时的转动动能E ｋ ＝12 Jω2 .随着自转周期的增加，相应自转的角速度将减小，因而转动动能也将减少.通过对上述两式微分的方法，可得到动能的减少量ΔE ｋ 与周期的变化ΔT 的关系.根据动能定理可知，地球转动动能的减少是潮汐力矩作功的结果，因此，由K E θM W ΔΔ==，即可求出潮汐的平均力矩.解 (1) 地球的质量m Ｅ ＝5.98 ×1024 kg ，半径R ＝6.37 ×106 m ，所以，地球自转的动能J 1012.2/33.0221292222⨯=⨯==T R m πωJ E E K(2) 对式Tωπ2=两边微分，可得 T T ωd π2d 2-= 当周期变化一定量时，有T ωT T ωΔπ2Δπ2Δ22-=-= (1) 由于地球自转减慢而引起动能的减少量为T E ωT J ωωωJ E K K ΔπΔπ2ΔΔ3-=-== (2) 又根据动能定理K E θM W ΔΔ== (3)由式(2)、(3)可得潮汐的摩擦力矩为m N 1047.7π2Δ22⋅⨯==-nT ωE M K 式中n 为一年中的天数(n ＝365)，ΔT 为一天中周期的增加量.4-30 分析 沿轴向的拉力对小球不产生力矩，因此，小球在水平面上转动的过程中不受外力矩作用，其角动量应保持不变.但是，外力改变了小球圆周运动的半径，也改变了小球的转动惯量，从而改变了小球的角速度.至于拉力所作的功，可根据动能定理由小球动能的变化得到.解 (1) 根据分析，小球在转动的过程中，角动量保持守恒，故有式中J 0 和J 1 分别是小球在半径为r 0 和12 r 0 时对轴的转动惯量，即1100ωJ ωJ =式中J 0 和J 1 分别是小球在半径为r ０ 和1/2 r ０ 时对轴的转动惯量，即200mr J =和20141mr J =，则 00014ωωJ J ω==(2) 随着小球转动角速度的增加，其转动动能也增加，这正是拉力作功的结果.由转动的动能定理可得拉力的功为2020200211232121ωmr ωJ ωJ W =-= 4-31 分析 转动定律M ＝Jα是一瞬时关系式，为求棒在不同位置的角加速度，只需确定棒所在位置的力矩就可求得.由于重力矩()θl mg θM cos 2=是变力矩，角加速度也是变化的，因此，在求角速度时，就必须根据角加速度用积分的方法来计算(也可根据转动中的动能定理，通过计算变力矩的功来求).至于棒下落到竖直位置时的动能和角速度，可采用系统的机械能守恒定律来解，这是因为棒与地球所组成的系统中，只有重力作功(转轴处的支持力不作功)，因此，系统的机械能守恒.解 (1) 棒绕端点的转动惯量231ml J =由转动定律M ＝Jα可得棒在θ 位置时的角加速度为 ()lθg J θM α2cos 3== 当θ ＝60°时，棒转动的角加速度2s 418-=.α 由于θωωt ωαd d d d ==，根据初始条件对式(1)积分，有 ⎰⎰=o6000d d θαωωω则角速度为 1600s 98.7sin 3o-==l θg ω(2) 根据机械能守恒，棒下落至竖直位置时的动能为J 98.021==mgl E K (3) 由于该动能也就是转动动能，即221ωJ E K =，所以，棒落至竖直位置时的角速度为 1s 57.832-==='lg J E ωK 4-32 分析 两飞轮在轴方向啮合时，轴向力不产生转动力矩，两飞轮系统的角动量守恒，由此可求得B 轮的转动惯量.根据两飞轮在啮合前后转动动能的变化，即可得到啮合过程中机械能的损失.解 (1) 取两飞轮为系统，根据系统的角动量守恒，有()22111ωJ J ωJ +=则B 轮的转动惯量为2122112212m kg 0.20⋅=-=-=J n n n J ωωωJ (2) 系统在啮合过程中机械能的变化为 ()J 1032.12121Δ42112221⨯-=-+=ωJ ωJ J E式中负号表示啮合过程中机械能减少.4-33 分析 该题与习题3 －30 的不同之处在于：(1) 子弹与摆锤的相互作用过程不再满足动量守恒，而应属于角动量守恒，这是因为细棒和摆锤是一整体，子弹与摆锤相互作用时，轴对杆有水平方向的分力作用，因此，对子弹与摆组成的系统而言，不能满足动量守恒的条件.但是，轴对杆的作用力和杆所受的重力对转动都不产生力矩，系统角动量守恒的条件却能满足.(2) 摆在转动过程中，就地球与摆组成的系统而言，满足机械能守恒定律.摆锤恰能通过最高点所需的速度，可直接应用机械能守恒定律去解.摆是刚体，摆锤与轴心之间的距离不可能发生改变.摆锤开始转动时的动能必须大于或等于转至最高点处所增加的势能.解 取子弹与摆为系统，根据系统的角动量守恒，有()032112ωJ J l J l J ++⎪⎭⎫ ⎝⎛=v v (1) 式中21ml J =、22l m J '=和2331l m J '=分别为子弹、摆锤和杆对轴的转动惯量. 根据摆在转动过程中机械能守恒，有()()⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'='++l g m l g m gl m ωJ J 23221212032 (2) 由式(1)、(2)可得子弹速度的最小值为gl nm 24'=v 4-34 分析 虽然小球在环中作圆周运动，但由于环的转动，使球的运动规律复杂化了.由于应用守恒定律是解决力学问题最直接而又简便的方法，故以环和小球组成的转动系统来分析.在小球下滑的过程中，重力是系统仅有的外力，由于它与转轴平行，不产生外力矩，因此，该系统对轴的角动量守恒.若以小球位于点A 、B 处为初、末两状态，由角动量守恒定律可解得小球在点B 时环的角速度ωB .在进一步求解小球在点B 处相对环的速度v B 时，如果仍取上述系统，则因重力(属外力)对系统要作功而使系统的机械能不守恒；若改取小球与地球为系统，也因环对小球的作用力在转动过程中作功，而使系统的机械能守恒仍不能成立；只有取环、小球与地球为系统时，系统才不受外力作用，而重力为保守内力，环与球的相互作用力虽不属保守内力，但这一对力所作功的总和为零，因此系统的机械能守恒.根据两守恒定律可解所需的结果.但必须注意：在计算系统的动能时，既有环的转动动能，又有小球对地的动能(它可视为小球随环一起转动的转动动能2221B ωmr 与小球相对于环运动的动能221B m v 之和). 解 以环和小球为转动系统，由系统的角动量守恒有()B ωmR J ωJ 2000+= (1)取环、小球与地球为系统时，由系统的机械能守恒可得()2220200212121B B m ωmR J mgR ωJ v ++=+ (2) 由式(1)、(2) 可解得小球在B 点时，环的角速度与小球相对于环的线速度分别为2000mR J ωJ ωB += 2022002mR J R ωJ gR B ++=v 小球在C 点时，由于总的转动惯量不变，用同样的方法可得环的角速度和小球相对于环的速度分别为 0ωωC =gR C 4=v4-35 分析 取飞船及两质点A 、B 为系统，在运行时，系统不受合外力矩作用，该系统的角动量守恒.若在运行过程中通过系统内的相互作用，改变其质量分布，使系统的角动量只存在于两质点上，此时，飞船的角动量为零，即飞船停止了转动.又因为在运行过程中合外力的功亦为零，且又无非保守内力作功，所以，系统也满足机械能守恒.当轻线恰好拉直时质点的角速度与飞船停止转动时质点的角速度相等时，连线的长度也就能够求出.解 飞船绕其中心轴的转动惯量为2121R m J '=，两质点在起始时和轻线割断瞬间的转动惯量分别为222mR J =和()222l R m J +='.由于过程中系统的角动量守恒，为使轻线沿径向拉直时，飞船转动正好停止，则有()()ωl R m ωJ J '+=+2212 (1)又根据过程中系统的机械能守恒，有()()2222122121ωl R m ωJ J '+=+ (2) 由上述两式可解得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-'+=141m m R l 4-36 分析 该题可分两个过程来分析.(1)子弹与滑块撞击的过程.因滑块所系的是轻质弹簧(质量不计)，因此，子弹射入滑块可视为质点系的完全非弹性碰撞过程.沿子弹运动方向上外力的冲量为零，所以，系统在撞击过程中满足动量守恒，由此，可求出它们碰撞后的速度 v ′.(2) 子弹与滑块碰后以共同速度运动时，由于弹簧不断伸长，滑块在受到指向固定点的弹力的作用下作弧线运动.对滑块的运动而言，该弹力为有心力，不产生力矩，因而滑块在运动中满足角动量守恒；与此同时，对滑块、弹簧所组成的系统也满足机械能守恒.这样，当弹簧伸长至l 时的滑块速度v 的大小和方向就可通过三条守恒定律求得.解 子弹射入滑块瞬间，因属非弹性碰撞，根据动量守恒定律有()v v '+'=m m m 0 (1)在弹簧的弹力作用下，滑块与子弹一起运动的过程中，若将弹簧包括在系统内，则系统满足机械能守恒定律，有。

一第Ⅰ卷（选择题 共36分）一、不定项选择题：（本题共12小题，每小题3分，共36分。

在下列各题的四个选项中,至少有一个选项符合题目要求的，选不全得1分，多选错选不得分。

）1．关于速度与加速度下列说法正确的是：（ ） A ．加速度增大，速度一定增大 B ．速度改变量△V 越大，加速度就越大 C ．物体有加速度，速度就增加 D ．速度很大的物体，其加速度可以很小 3．以下关于质点的说法正确的是：（ ） A ．只有体积很小的物体才能被看成质点 B ．只有质量很小的物体才能被看成质点 C ．花样滑冰比赛中的运动员可以被看成质点D ．研究在平直公路上行驶的汽车的速度时，可将汽车看成质点4．质量为M 的长方形木块静止倾角为 的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是：（ ）A.沿斜面向下B.垂直于斜面向上C.沿斜面向上D.竖直向上 5．下列有关物体惯性的说法中正确的是：（ ） A ．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B ．力是改变物体惯性的原因C ．同一物体，不管速度大小如何，惯性大小是相同的D ．受力物体的惯性将随着所受力的增大而逐渐消失 6．下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是：（ ） A ．牛顿第一定律是根据伽利略的理想斜面实验推理总结出来的 B ．牛顿第一定律可以用实验直接验证C ．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学的抽象思维方法D ．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用7．由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，但用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍然静止，这是因为：（ ） A ．推力小于摩擦力B ．物体有加速度，但太小，不易被察觉C ．推力小于物体的重力D ．物体所受合外力为零10．已知月球表面附近的重力加速度约为地球表面的重力加速度的61，若分别在月球和地球上高h处自由释放一铁球，则在月球上和地球上的落地速度之比和时间之比为：（ ）A ．6:1 1:6 B ．1：6 6：1C ．6:1 6:1 D ．1:6 1：611．关于力、加速度、速度的说法中正确的是：（ ） A ．质量不变的物体受到的合外力大，加速度就大，速度也就大 B ．质量不变的物体受到的合外力大，加速度就大，速度反而小 C ．质量不变的物体受到的合外力大，加速度就大，速度不能确定 D ．质量不变的物体受到的合外力大，速度就大，加速度是不能确定的12．如图，重为G 的物体在倾角为Ө的粗糙斜面上，受力F 作用处于平衡状态，则斜面对物体的作用力为：（ ）A ．22F G + B ．θcos GC ．Fsin Ө+Gcos ӨD ．Gcos Ө第Ⅱ卷（非选择题 共64分）二、填空题（本题每空3分，计18分）13．如图所示，是一个物体向东运动的v -t 图像，由图可求得物体在0~10s 内的加速度大小为 m/s 2，0~60s 内的物体的位移大小为 m 。

第一单元第一章习题答案1•大小和方向初、末位置相同2.1/4圆周的路程为1/2TI R位移为说R1/2圆周的路程为TT R位移为2R整个圆周的路程为2TT R位移为03.是4.位移是矢量，路程是标量；在方向相同的直线运动吋。

5.时间：5s内(长短为5s) 9s内(长短为9s) 时刻：5s初9s末6.(1)平均速度(2)瞬时速度(3)瞬时速度7.前2s内的平均速度为3m/s 后2s的平均速度为5m/s 3s内的平均速度为6m/s第二章习题答案一、填空题1.24； 8；相反2.等于大于小于二、选择题3.C4.C5.D &A三、简答题7.0.5m/s28.-8m/s29.160m/s 10.90m 11.16m/s 12.加速度-1.5*106 m/s2时间为0.0002s 13.300m 14.20m 15.1.6s 12.8m 16.0.05m第三章习题答案一、填空题1•物体间相互大小方向作用点2.运动状态改变发生形变力的大小和作用点3. 大小方向大小方向4.速度重力5.重力弹力摩擦力6.地球吸引竖直向下中心7.没有8.相互接触运动相对运动趋势变化9.40N 38N 不是有静20N滑动40N 10.相互接触接触的地方要相互挤压并发生形变11.接触面受力12.2000N/m 60二、略三、15.0.5 16 (1)否(2)是(3)是(4)是(5)是第四章习题答案一、填空题1.效果合力分力力的合成平行四边形2.相同28N 相反4N3.6N 4N4.Gsin 0 Gcos0二、简单题5.小6.同一直线7.不是8.略9.可以等于ION 10.300N 11.420N 560N 12.不对根据方向不同区分13.0.96*103第五章习题答案一、选择题1.C二、判断题2、(1)错(2)对(3)错(4)错(5)错(6)错(7)错三、简答题3.5m/s4.(1)因为惯性(2)因为锤头的惯性5.12.5N6. （1）对（2）错（3）错（4）错7.38.3*104N 600N9.1.732 m/s210.2对支持力和静摩擦力压力和静摩擦力第二单元第一章习题答案一、填空题1标做功的力的方向2.反减小减小二、简单题3.支持力推力摩擦力推力和摩擦力做功推力做正供摩擦力做负功4.1*105J ・ l*105J5.300V3J6.0.04m/s第二章习题答案一、填空题l.l/2mv2合外力对■物体做的总功等于物体动能的改变量W=l/2mv22-l/2mv12二、简答题2.相等3.运动员动能大4.176N5.5000第三章习题答案一、填空题1.物体所受重力其高度mgh2.减少增加3.动能重力势能4.重力或弹力5.40 406.45二、简答题7.50 8.24m/s第三单元第一章习题答案一、选择题l.ABD 2.AD 3.BCD 4.B 5.A二、简答题变大分子间存在相互引力第二章习题答案简答题略第四单元第一章习题答案一、填空题1.导体半导体绝缘体2.阻碍作用弱3.导体材料长度横截面积4.2°32。

标记星号(*)的题目为国家职业技能鉴定考试易考内容，下同。

第一章直流电路§1—1 电路及基本物理量一、填空题（将正确答案填写在横线上）1．_电流流通的路径_为电路，由＿直流电源＿供电的电路称为直流电路。

2．电路一般由_电源_、_负载_、_导线_和_控制装置__四个部分组成。

3．电路最基本的作用：一是___进行电能的传输和转换__；二是_进行信息的传输和处理_。

4．电路通常有通路、开路、短路三种状态。

5．电荷的定向移动形成电流，电流用符号I表示，国际单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）和微安（uA）。

6．电流方向习惯上规定以正电荷移动的方向为电流的方向，因此，电流的方向实际上与自由电子和负离子移动的方向相反。

7．电压又称电位差，用字母U表示，国际单位是伏特（V）。

8．参考点的电位规定为零，低于参考点的电位为负值，高于参考点的电位为正值。

9．电路中某点的电位是指电路中该点与参考点之间的电压；电位与参考点的选择有关，电压与参考点的选择无关。

10．对于电源来说，既有电动势，又有端电压，电动势只存在于电源内部，其方向由负极指向正极；端电压只存在于电源的外部，只有当电源开路时，电源的端电压和电源的电动势才相等。

二、判断题（正确的，在括号内画√；错误的，在括号内画×）1．金属导体中电子移动的方向就是电流的方同。

(×)2．导体两端有电压，导体中才会产生电流。

(√)3．电压是衡量电场力做功本领的物理量。

(√)4．电路中参考点改变，各点的电位也将改变。

(√)5．电源电动势的大小由电源本身性质所决定，与外电路无关。

(√)6．电源内部电子在外力作用下由负极移向正极。

(×)三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）1．下列关于电流说法正确的是(D)。

A．通过的电量越多，电流就越大B．通电时间越长，电流就越大C．通电时间越短，电流就越大D．通过一定电量时，所需时间越短，电流就越大2．图1-1所示为电流的波形图，其中(C)为脉动直流电。

物理学第五版上册答案第一章：运动学1.如何计算物体的平均速度？–平均速度可以通过物体运动的总位移除以运动的时间来计算。

2.什么是加速度？–加速度是物体在单位时间内速度的变化量。

它的计算公式为：加速度 = （末速度 - 初始速度）/ 时间。

3.什么是匀速运动和变速运动？–匀速运动是指物体在单位时间内移动的距离相等，速度保持不变的运动。

–变速运动是指物体在单位时间内移动的距离不等，速度发生变化的运动。

4.什么是速度-时间图？–速度-时间图是一种用来描述物体运动轨迹的图表。

横轴表示时间，纵轴表示速度。

通过画出物体在不同时间点的速度，可以得到物体的运动方式。

第二章：力学1.什么是牛顿第一定律（惯性定律）？–牛顿第一定律表明，物体如果没有外力作用于其上，将保持静止或匀速直线运动的状态。

2.什么是牛顿第二定律（动力定律）？–牛顿第二定律表明，物体受力时，加速度与施加力成正比、与物体质量成反比。

其数学公式为：加速度 = 施加力 / 物体质量。

3.什么是牛顿第三定律（作用-反作用定律）？–牛顿第三定律表明，任何一个物体施加一个力在另一个物体上，那么第二个物体也会对第一个物体施加一个大小相等、方向相反的力。

这两个力被称为作用力和反作用力。

4.弹簧的弹性力是怎样计算的？–弹簧的弹性力可以通过胡克定律来计算。

胡克定律表明，弹簧的弹性力正比于其伸长或压缩的距离。

其数学公式为：弹性力 = 弹簧常数 * 伸长或压缩的距离。

第三章：能量和功1.什么是功？–功是力与物体位移的乘积，即力乘以物体移动的距离。

功可以用来衡量能量的转移和转化。

2.什么是功率？–功率是单位时间内所做的功或能量转化的速率。

其计算公式为：功率 = 功 / 时间。

3.什么是动能？–动能是物体由于其运动而具有的能量。

动能的大小取决于物体的质量和速度。

其计算公式为：动能= 1/2 * 质量 * 速度的平方。

4.什么是势能？–势能是物体由于其位置或状态而具有的能量。

物理学第五版上册课后习题答案物理学第五版上册课后习题答案物理学是一门研究物质、能量以及它们之间相互作用的科学。

它的研究范围广泛，包括力学、热学、光学、电磁学等多个领域。

而对于学习物理学的学生来说，课后习题是非常重要的一部分，它可以帮助学生巩固知识、提高解题能力。

本文将为读者提供物理学第五版上册课后习题的答案，希望对学习物理学的读者有所帮助。

第一章：力学基础1. 一个物体质量为2kg，受到的力为10N，求物体的加速度。

答案：根据牛顿第二定律F=ma，将已知量代入计算，可得a=5m/s²。

2. 一个物体质量为0.5kg，受到的力为5N，求物体的加速度。

答案：同样根据牛顿第二定律F=ma，将已知量代入计算，可得a=10m/s²。

3. 一个物体质量为3kg，受到的力为15N，求物体的加速度。

答案：应用牛顿第二定律F=ma，将已知量代入计算，可得a=5m/s²。

第二章：运动学1. 一个物体以10m/s的速度匀速运动了5秒，求物体的位移。

答案：位移等于速度乘以时间，即位移=速度×时间=10m/s×5s=50m。

2. 一个物体以20m/s的速度匀速运动了10秒，求物体的位移。

答案：同样应用位移等于速度乘以时间的公式，位移=速度×时间=20m/s×10s=200m。

3. 一个物体以5m/s的速度匀速运动了2秒，求物体的位移。

答案：应用位移等于速度乘以时间的公式，位移=速度×时间=5m/s×2s=10m。

第三章：牛顿定律1. 一个物体质量为2kg，受到的力为10N，求物体的加速度。

答案：根据牛顿第二定律F=ma，将已知量代入计算，可得a=5m/s²。

2. 一个物体质量为0.5kg，受到的力为5N，求物体的加速度。

答案：同样根据牛顿第二定律F=ma，将已知量代入计算，可得a=10m/s²。

3. 一个物体质量为3kg，受到的力为15N，求物体的加速度。

第五版物理练习册答案物理练习册第五版答案第一章：力学基础1. 问题：请解释牛顿第一定律。

答案：牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指出一个物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，除非受到外力的作用。

2. 问题：如何计算一个物体的动量？答案：物体的动量是其质量与速度的乘积，用公式表示为 P = mv，其中 P 是动量，m 是质量，v 是速度。

第二章：能量守恒1. 问题：什么是能量守恒定律？答案：能量守恒定律表明，在一个封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式，但总量保持不变。

2. 问题：请解释什么是势能。

答案：势能是物体由于其位置或状态而具有的能量。

常见的势能包括重力势能和弹性势能。

第三章：电磁学1. 问题：什么是电流？答案：电流是电荷在导体中流动的速率，用安培（A）作为单位。

2. 问题：欧姆定律是什么？答案：欧姆定律描述了电压、电流和电阻之间的关系，公式为 V = IR，其中 V 是电压，I 是电流，R 是电阻。

第四章：波动和声学1. 问题：波的频率和周期有何关系？答案：波的频率是单位时间内波峰通过某点的次数，周期是波完成一个完整循环所需的时间。

频率和周期互为倒数，即 f = 1/T。

2. 问题：什么是声速？答案：声速是声波在介质中传播的速度，它取决于介质的密度和弹性模量。

第五章：热力学1. 问题：什么是热力学第一定律？答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。

2. 问题：什么是熵？答案：熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，是系统热能分布的度量。

结束语以上就是物理练习册第五版的部分答案摘要。

请注意，这些答案仅供参考，具体的习题解答可能需要结合具体问题和上下文进行详细分析。

希望这些答案能够帮助你更好地理解和掌握物理知识。

中职物理考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光年是天文学中常用的距离单位，它表示的是（）A. 光在一年中传播的距离B. 光在一年中传播的速度C. 光在一年中传播的时间D. 光在一年中传播的频率答案：A2. 以下关于电流的描述，正确的是（）A. 电流的方向与电子运动的方向相同B. 电流的方向与电子运动的方向相反C. 电流的方向与电子运动无关D. 电流的方向与电子运动的速度成正比答案：B3. 电磁波谱中，波长最长的是（）A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光答案：A4. 以下关于能量守恒定律的描述，错误的是（）A. 能量既不能被创造也不能被消灭B. 能量的总量在任何物理过程中都是恒定的C. 能量可以转化为其他形式的能量D. 能量守恒定律只适用于机械能答案：D5. 以下关于牛顿第三定律的描述，正确的是（）A. 作用力和反作用力总是大小相等，方向相反B. 作用力和反作用力总是大小相等，方向相同C. 作用力和反作用力总是大小不等，方向相反D. 作用力和反作用力总是大小不等，方向相同答案：A6. 以下关于光的折射现象的描述，正确的是（）A. 光从空气进入水中，折射角大于入射角B. 光从空气进入水中，折射角小于入射角C. 光从水中进入空气，折射角大于入射角D. 光从水中进入空气，折射角小于入射角答案：B7. 以下关于热力学第一定律的描述，正确的是（）A. 能量可以在系统之间转移，但总量不变B. 能量可以在系统之间转移，但总量减少C. 能量可以在系统之间转移，但总量增加D. 能量不能在系统之间转移答案：A8. 以下关于电磁感应现象的描述，正确的是（）A. 只有变化的磁场才能产生感应电流B. 只有恒定的磁场才能产生感应电流C. 只有变化的电场才能产生感应电流D. 只有恒定的电场才能产生感应电流答案：A9. 以下关于原子结构的描述，正确的是（）A. 原子由原子核和电子组成B. 原子由质子和中子组成C. 原子由分子和电子组成D. 原子由原子核和分子组成答案：A10. 以下关于相对论的描述，正确的是（）A. 时间和空间是绝对的B. 时间和空间是相对的C. 时间和空间是相互独立的D. 时间和空间是相互影响的答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是_______m/s。

中等职业教育文化基础课程教学用书物理练习册（机械建筑类专业）主编丁振华主审ABC高等教育出版社内容提要本书是与中等职业教育课程改革国家规划教材《物理》（机械建筑类）配套使用的学生用书。

本书按所配套教材的章节顺序编排。

每章内容主要由“本章知识要点”和每节“练习题”二部分组成。

“本章知识要点”是根据教材把每章内容进行简明扼要的总结，使学生对本章基本概念、基本规律和公式一目了然，便于记忆和掌握。

“练习题”是为了帮助学生掌握基本概念、基本规律，提高解题能力而设置的，所选习题贴近生产、生活实际，难度适当，有选择、填空、计算等多种题型。

最后有模拟试卷(一) ~ (三)，供总复习使用。

本书可供中等职业学校机械建筑类各专业学生使用，也可供其他专业学生使用。

前言由于中等职业学校《物理》教学内容多，教学课时少，给学生学习物理造成了一定的困难。

很多学生学物理时概念不清，拿到题目后不知从何处下手，感到物理难学。

为了配合教学，使学生更好地掌握物理基本概念、基本规律及其应用，我们编写了与中等职业学校《物理》（机械建筑类）教材配套使用的练习册。

本书按所配套教材的章节顺序编排。

每章内容主要由“本章知识要点”和每节“练习题”二部分组成。

“本章知识要点”是根据教材把每章内容进行简明扼要的总结，使学生对本章基本概念、基本规律和公式一目了然，便于记忆和掌握。

“练习题”是为了帮助学生掌握基本概念、基本规律，提高解题能力而设置的，所选习题贴近生产、生活实际，难度适当，内容新颖，启发性强，着重于提高学生分析问题和解决问题的能力。

习题有选择、填空、计算等多种题型。

最后有模拟试卷(一)~(三)，供总复习使用。

通过本书的练习，可较好地解决学生学习物理时概念不清等似是而非的问题，可以使学生明确解题思路，掌握解题方法，提高解题能力。

本书可供中等职业学校机械建筑类各专业学生使用，也可供其他专业学生使用。

本书是由徐州工业职业技术学院丁振华（编写内容为第1、2、5、6、7、8章）、广州市建筑工程学校何倩（编写内容为第3、4章）、武汉二轻工业学校周平（编写内容为第9章）、郑州测绘学校宋巧玲（编写内容为第10、11章）编写。

中等职校物理（第五版）第1章习题及答案第一章怎样描述物体的运动§1.1走近运动1、关于参考系的挑选，以下观点恰当的就是（d）a、参考系必须挑选静止不动的物体b、参考系必须挑选运动的物体c、参考系必须挑选地面或者太阳d、只要方便问题的研究，任何物体都可以被选作参考系2、以下观点中恰当的就是（c）a、地球就是质点b、地球不是质点c、在研究地球的公转时，可以把地球当做质点d、在研究地面上的物体运动时，也可以把地球当作质点3、下面表示时间的是（d）a、上午8点b、6：30c、第5s末d、第6s内4、下面几种观点恰当的就是（d）a、加速度的大小一定大于路程b、加速度的大小一定大于路程c、加速度的大小一定等同于路程d、位移的大小可能等于或者小于路程5、一个质点沿两个半径为r的半圆弧由a运动至c（图1-1-1），则它的加速度和路程分别为（d）a、4r，2πrb、4r向东，2πr向东c、4πr向东，4rd、4r向东，2πr判断题1、在描述物体运动时，被选来作为参考的物体，叫做参考系（√）书p22、不指名确定的参考系，运动也可以描述（×）书p23、只有质量，没有大小的理想点叫做质点（√）书p34、只要运动质点的初、末边线确认，不管沿怎样的路径运动，物体的加速度就是相同的（√）书p45、时刻是指某一瞬时，时间是指两个时刻之间的间隔（√）书p5§1.2怎样叙述运动的快慢1、一学生在百米赛跑中，测得他在50m处的瞬时速度为6m/s，16s末到达终点时的瞬时速度为7.5m/s，则它在全路内的平均速度是（b）a、6m/sb、6.25m/sc、6.75m/sd、7.0m/s2、并作变速箱直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为4m/s，后一半时间的平均速度为8m/s，则全程的平均速度就是（c）a、7m/sb、5m/sc、6m/sd、5.5m/s3、以下速度中则表示平均速度的就是（b）a、子弹出枪口的速度是800m/s，以790m/s的速度击中目标b、汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/hc、汽车通过站牌时的速度是72km/hd、小球第3s末的速度是6m/s4、存有四个在一直线上运动的物体，它们的速度分别为10m/s，54km/h，―20m/s和0.72km/min，则其中速度最小的就是（c）a、10m/sb、54km/hc、―20m/sd、0.72km/min5、以下观点中恰当的就是（c）a、速度越大的物体运动的路程也越长b、运动时间越长的物体，它的路程也越长c、100m赛跑，成绩越好的运动员跑得越快d、以上说法都不正确6、甲、乙两车并作匀速直线运动的路程随其时间变化的图线例如图1-2-1右图，由此可知（a）a、甲车慢b、乙车走的路程多c、乙车快d、甲车慢判断题1、速度是表示运动快慢的物理量（√）书p72、速度就是矢量，它的方向与物体的运动方向相同（√）书p83、速度只有大小，没方向，就是标量（×）书p84、速度的大小在数值上等于单位时间位移的大小（√）书p85、物理学中把速度的大小叫做速率（√）书p9§1.3怎样叙述速度变化的快慢1、一个物体的加速度为零，则该物体一定是（c）a、静止不动b、匀速直线运动c、静止或匀速直线运动d、作速度大小不变的运动2、关于加速度，以下观点中恰当的就是（c）a、速度变化越大，加速度一定越大b、挑选出时间愈长，加速度一定越大c、速度变化越慢，加速度一定越大d、速度为零，加速度一定为零3、下列说法中正确的是（b）a、物体有加速度，速度就增加b、物体的速度变化越慢，加速度就越大c、物体的速度变化量δv越大，加速度就越大d、物体运动的加速度等于零，则物体一定静止4、下面描述恰当的就是（d）a、加速度大小就是由速度同意的b、加速度就是速度的变化量c、加速度是描述速度变化大小的物理量d、加速度是描述速度变化快慢的物理量5、对于作匀变速箱直线运动的物体，以下观点不恰当的就是（a）a、若加速度方向和速度方向相同，由于加速度很小，物体的速度就会减小b、若加速度方向和速度方向相反，虽然加速度很大，担物体的速度会减小c、若存在加速度，物体的速度就会变化d、若物体作匀变速箱直线运动，速度一定光滑变化判断题1、加速度就是则表示速度发生改变快慢的物理量（√）书p112、加速度的大小等于单位时间内速度变化的大小（√）书p113、当加速度方向与初速度方向一致时，加速度就是负值（×）书p114、明朗的苹果从树上落，可以看做诗坯变速箱直线运动（√）书p12。

《物理》习题库（重点部分）第一单元运动与力任务一参考点一、判断题1.我们说早晨太阳升起是以地面为参考系的。

（√）2.只有体积很小的物体才可以看作质点。

（×）3.出租车司机是按汽车行走的路程来收费的。

（√）4.平均速度能准确地描述物体运动真实情况。

（×）5.匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变。

（√）二、填空题6.速度是描述物体运动（快慢）的物理；7.5S内是指（时间），5S末是指（时刻）。

四、选择题8.运动员沿400米圆形跑道跑步一周，他的位移为（C ）A．100米B．200米C．09.为确保安全，避免拥挤，我校允许11:55下课，这里11：55指（B ）A．时间B．时刻C．不一定10.子弹以800m/s的速度从枪口射出，这里速度指的是（A ）A．瞬时速度B．初始速度C．平均速度11.我校允许12:00下课，这里12:00指（B ）A．时间B．时刻C．时间间隔12.我国运动员王军霞在1996年第26届奥运会上创造了女子5000米的奥运会纪录，14min59.88s，这个数据是指（A ）A 王军霞完成5000m所用的时间B王军霞到达终点的时间 C 不一定13.位移和路程的单位是( C )A．m/sB．sC．m五、简答题14.匀速直线运动位移、速度和时间的关系式是什么？答：s⃗=v⃗t六、计算题15.信号沿动物神经传播的速度大约是102m/s，身长30m的鲸，尾巴被鲨鱼咬了一口，大约经过多长时间它能感觉到被咬？答：S⃗=v⃗t任务二匀变速直线运动一、名词解释16.自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始自由下落的运动。

17.匀变速直线运动：做变速直线运动的物体，如果在任意相等时间里，速度的变化量都相等，这种运动就叫做匀变速直线运动。

18.重力加速度：在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同，这个加速度叫做重力加速度。

二、填空题19.加速度是描述物体（速度）改变快慢的物理量。

第一单元运动和力第一章1.描述某个物体的运动时，总是相对于一定的参考系，下列说法正确的是A.我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系的B.我们说“地球为绕太阳转”，是以地球为参考系的C.坐在火车上的乘客看到铁路旁的电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以自己为参考系的D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体2.“坐在公共汽车车厢内的人看到窗外另一辆靠得很近的汽车向前开动了此时这人感到自己的车子在后退，实际上这是错觉，他坐的汽车并没有动”的描述中，所选择的参考系至少有几个？是哪几个？3.标枪是奥运会的比赛项目之一。

请问，裁判员测量的是位移还是路程？4.体育课上，某人先以5m/s的速度跑了200m，接着又以4m/s的速度跑了400m，请问这个人总共跑了多久？全程平均速度是多少？5简述矢量与标量的区别第二章1.有同学说：“重力加速度g=9.8m/s²，是一个定值”，请问这个说法正确吗？2.一只小球从斜面上由静止滚下，如图1-11所示，加速度为5m/s²，小球到达鞋面底端共用了6s，请问斜坡长度是多少？3.物体由静止开始做匀速直线运动，加速度为3m/s，则该物体第一名内通过的路程是多少？第三秒末的速度是多少？该物体需要多少时间位移到54m？4.宇航员在月球表面进行物理实验，使一枚硬币从2m高度自由落下，经过1.58s，硬币落地。

请问月球表面重力加速度值为多少？与地球表面加速度相比呢？5.一个小球从高度H落下，落地速度为v，当小球距离地面高度为H/2时，小球速度为多少（用v表示）？当小球下降速度达到v/2时，小球距离地面高度为多少（用H表示）？‘第三章1.用40N的水平拉力拉着一块中60N的物块，可以使其在桌面匀速滑动请问物块与桌面的动摩擦因数是多少？2.判断下列说法是否正确？（1）只有弹簧才有可能施加弹力（）（2）施加弹力的物体一定有形变（）（3）物体的形变越大（弹性限度内），产生的弹力也就越大（）（4）形变大的物体产生的弹力一定比形变小的物体产生的弹力大（）3.一弹簧测力计的量程是10N，刻度的总长度是5cm，该弹簧测力计上弹簧的劲度系数是（）A.200N/mB.2N/mC.50N/mD.5000N/m4.(多选）一辆汽车停放在水平地面上，下列说法正确的是( )A.汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了向上的形变B.汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了向下的形变C.地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了向上的形变D.地面受到向下的弹力，是因为地面发生了向下的形变5.一根弹簧，其自由度端在未悬挂重物时指针正对刻度5N，在弹性限度内当挂上80N重物时指针正对刻度45N。

物理学第五版习题答案物理学是一门探索自然界基本规律的科学，它不仅要求我们理解概念和原理，还要求我们通过解决实际问题来加深理解。

以下是《物理学第五版》习题的答案摘要，这些答案可以帮助你检验自己的学习成果。

# 第一章：力学基础1. 问题1：根据牛顿第一定律，一个物体在没有外力作用下，将保持静止或匀速直线运动。

2. 问题2：根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与物体的质量成反比。

# 第二章：运动学1. 问题1：位移是物体从初始位置到最终位置的直线距离，速度是物体位置随时间的变化率。

2. 问题2：匀加速直线运动的位移公式为：\( s = ut +\frac{1}{2}at^2 \)，其中\( s \)是位移，\( u \)是初速度，\( a \)是加速度，\( t \)是时间。

# 第三章：动力学1. 问题1：牛顿第三定律表明，作用力和反作用力大小相等，方向相反。

2. 问题2：动量是物体运动状态的量度，其守恒定律表明在没有外力作用的系统中，总动量保持不变。

# 第四章：能量守恒1. 问题1：能量守恒定律表明，在一个封闭系统中，能量既不能创造也不能消失，只能从一种形式转换为另一种形式。

2. 问题2：机械能包括动能和势能，总机械能在没有非保守力作用的系统中是守恒的。

# 第五章：热力学1. 问题1：温度是衡量热力学平衡状态的物理量，热量是能量的一种形式，通过热传递改变物体的内能。

2. 问题2：理想气体状态方程为\( PV = nRT \)，其中\( P \)是压强，\( V \)是体积，\( n \)是摩尔数，\( R \)是理想气体常数，\( T \)是温度。

# 结束语物理学习题的解答不仅仅是为了得到正确答案，更重要的是通过解题过程加深对物理概念和原理的理解。

希望这些答案能够帮助你更好地掌握物理学的基础知识，为进一步的学习打下坚实的基础。

如果在学习过程中遇到任何困难，不要犹豫，及时寻求帮助和指导。

中职物理考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题，满分20分）1. 光在真空中的传播速度是（）。

A. 3×10^5 km/sB. 3×10^8 m/sC. 3×10^6 km/sD. 3×10^7 m/s答案：B2. 根据牛顿第一定律，物体在不受外力作用时将保持（）。

A. 静止状态B. 匀速直线运动状态C. 加速运动状态D. 减速运动状态答案：B3. 电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，这个定律被称为（）。

A. 欧姆定律B. 焦耳定律C. 法拉第电磁感应定律D. 基尔霍夫电压定律答案：B4. 以下哪种物质是超导体？（）A. 铁B. 铜C. 铝D. 汞答案：D5. 光的折射现象是由于光从一种介质进入另一种介质时，传播速度发生改变而引起的。

以下哪种介质对光的折射率最大？（）A. 空气B. 水C. 玻璃D. 钻石答案：D6. 电磁波谱中，波长最长的是（）。

A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光答案：A7. 以下哪种力属于非接触力？（）A. 摩擦力B. 弹力C. 重力D. 磁力答案：D8. 一个物体的动能和势能之和称为（）。

A. 机械能B. 内能C. 电能D. 热能答案：A9. 以下哪种现象不属于光的干涉现象？（）A. 肥皂泡上的彩色条纹B. 牛顿环C. 双缝实验中的明暗条纹D. 影子的形成答案：D10. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸取热量并将其完全转化为功而不产生其他效果。

这种现象说明了（）。

A. 能量守恒B. 能量耗散C. 能量转换的不可逆性D. 热力学循环答案：C二、填空题（每题2分，共5题，满分10分）1. 电荷的定向移动形成__电流__。

2. 光年是天文学上用来表示__距离__的单位。

3. 物质的三种状态是固态、液态和__气态__。

4. 根据能量守恒定律，能量既不会__创生__也不会消失。

5. 电磁波谱中，波长最短的是__伽马射线__。