大学物理作业(二)答案

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班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一、选择题

1. m 与M 水平桌面间都是光滑接触,为维持m 与M 相对静止,则推动M 的水平力F 为:( B ) (A)(m +M )g ctg (B)(m +M )g tg (C)mg tg (D)Mg tg

2. 一质量为m 的质点,自半径为R 的光滑半球形碗口由静止下滑,质点在碗内某处的速率为v ,则质点对该处的压力数值为:( B )

(A)R mv 2 (B)R mv 232 (C)R mv 22 (D)R mv 252

3. 如图,作匀速圆周运动的物体,从A 运动到B 的过程中,物体所受合外力的冲量:( C ) (A) 大小为零

(B ) 大小不等于零,方向与v A 相同 (C) 大小不等于零,方向与v B 相同

(D) 大小不等于零,方向与物体在B 点所受合力相同

二、填空题

1. 已知m A =2kg ,m B =1kg ,m A 、m B 与桌面间的摩擦系数

=,(1)今用水平

力F =10N 推m B ,则m A 与m B 的摩擦力f =_______0______,m A 的加速度a A =_____0_______. (2)今用水平力F =20N 推m B ,则m A 与m B 的摩擦力

f =____5N____,m A 的加速度a A =. (

g =10m/s 2)

2. 设有三个质量完全相同的物体,在某时刻t 它们的速度分别为v 1、v 2、v 3,并且v 1=v 2=v 3 ,

v 1与v 2方向相反,v 3与v 1相垂直,设它们的质量全为m ,试问该时刻三物体组成的系统的总

动量为_______m v 3________.

3.两质量分别为m 1、m 2的物体用一倔强系数为K 的轻弹簧相连放在光滑水平桌面上(如图),当两物体相距为x 时,系统由静止释放,已知弹簧的自然长度为x 0,当两物体相距为x 0时,m 1的速度大小为

F

m A m B

m

M

F

θ

A O

B R v A

v B

x

m

1m 2

2

2

121

Km x m m m + . 4. 一弹簧变形量为x 时,其恢复力为F =2ax -3bx 2

,现让该弹簧由x =0变形到x =L ,其弹力的功为: 23

aL bL - .

5. 如图,质量为m 的小球,拴于不可伸长的轻绳上,在光滑水平桌面上作匀速圆周运动,其半径为R ,角速度为,绳的另一端通过光滑的竖直管用手拉住,如把绳向下拉R /2时角速度’

4 ,在此过程中,手对绳所作的功为 223

2

m R ω .

三、计算题:

1.一质量为m的物体,从质量为M的圆弧形槽顶端由静止滑下,设圆弧形槽的半径为R,张角为/2,如图所示,如所有摩擦都可忽略,求:(1)物体刚离开槽底时,物体和槽的速度各是多少(2)在物体从A滑到B的过程中,物体对槽做的功为多少

(3)物体到达B点时,对槽的压力(B点为槽的最底端).

解:(1)m 从M 上下滑的过程中,机械能守恒,以m ,M ,地球为系统,以最低点为重力势能零点,则有

222

1

21MV mv mgR +=

又下滑过程,动量守恒,以m ,M 为系统则在m 脱离M 瞬间,水平方向有 0=-MV mv 联立,以上两式,得 ()M m MgR v +=

2;2()

gR

V m M M m =+

(2)22

12m gR W MV M m

==+

(3)'v V v += 2'v F mg m R =+ 2(3)m

N mg M

=+

2.设N 67j i F -=合.(1) 当一质点从原点运动到m 1643k j i r

++-=时,求F 所作的

功.(2)如果质点到r 处时需,试求平均功率.(3)如果质点的质量为1kg ,试求动能的变化.

m

R

m

M

R

O

B

解: (1)由题知,合F

为恒力,(76)(3416)W F r i j i j k =⋅=-⋅-++合

J 452421-=--= (2) 4575w 0.6

W P t =

==∆ (3) 由动能定理,45J

k E W ∆==-

3. 质量m =的小球,拴在长度L =的轻绳的一端,构成摆,摆动时与竖直的最大夹角为60°. (1)小球通过竖直位置时的速度为多少此时绳的张力(2)在<60°的任一位置,求小球速度

v 与 的关系式,这时小球的加速度为何绳的张力为多大.

解: (1)0

2

1(cos60)02

mg l l mv -=

- 得 v gl ; 2

2v T mg m mg l

=+= (2)0

2

1(cos cos60)02

mg l l mv θ-=- 得(2cos 1)v gl θ=

-

20

53

cos(60)(cos 1)2v T mg m mg l θθθ=-+=+-

O B

m

A

θ 60o