大学物理活页作业答案(全套)

2质点运动学单元练习二答案—1 1.质点运动学单元练习（一）答案

1．B

2．D

3．D

4．B

5．3.0m；5.0m（提示：首先分析质点的运动规律，在t<2.0s时质点沿x轴正方向运动；在t=2.0s时质点的速率为零；，在t>2.0s时质点沿x轴反方向运动；由位移和路程的定义可以求得答案。）

6．135m（提示：质点作变加速运动，可由加速度对时间t的两次积分求得质点运动方程。）

7．解：（1）)()2(22SIjtitr

)(21mjir )(242mjir

)(3212mjirrr

)/(32smjitrv

（2）)(22SIjtidtrdv )(2SIjdtvda

)/(422smjiv

)/(222smja

8．解：

tAtdtAadtvtotosincos2

tAtdtAAvdtAxtotocossin 2质点运动学单元练习二答案—2 9．解：（1）设太阳光线对地转动的角速度为ω

srad/1027.73600*62/5

smthdtdsv/1094.1cos32

（2）当旗杆与投影等长时，4/t

hst0.31008.144

10．解： kyyvvtyyvtdvaddddddd

-kyv dv / dy

Cvkyvvyky222121, dd

已知y=yo ，v=vo 则20202121kyvC

)(2222yykvvoo

ωt

h

s 2质点运动学单元练习二答案—3 2.质点运动学单元练习（二）答案

1．D

2．A

3．B

4．C

5．14smtdtdsv；24smdtdvat；2228smtRvan；

2284smeteant

6．srado/0.2；srad/0.4；2/8.0sradrat；

22/20smran

7．解：（1）由速度和加速度的定义

)(22SIjitdtrdv；)(2SIidtvda

（2）由切向加速度和法向加速度的定义

)(124422SItttdtdat

)(12222SItaaatn

（3）)(122/322SItavn

8．解：火箭竖直向上的速度为gtvvoy45sin

火箭达到最高点时垂直方向速度为零，解得 2质点运动学单元练习二答案—4 smgtvo/8345sin

9．解：smuv/6.3430tan

10．解：lhvu；uhlv

2质点运动学单元练习二答案—5 3.牛顿定律单元练习答案

1．C

2．C

3．A

4．kgMgT5.36721；2/98.02.0smMTa

5．xkvx22；xxxvkdtdxkdtdvv222

221mkdtdvmfxx

6．解：（1）maFFNTsincos

mgFFNTcossin

sincos;cossinmamgFmamgFNT

（2）FN=0时；a=gcotθ

7．解：mgRmo2 Rgo

8．解：由牛顿运动定律可得

dtdvt1040120

分离变量积分

tovdttdv4120.6 )/(6462smttv 2质点运动学单元练习二答案—6 toxdtttdx64620.5 )(562223mtttx

9．解：由牛顿运动定律可得

dtdvmmgkv

分离变量积分

tovvodtmkmgkvkdvo tmkmgkvmgoln

mgkvkmmgkvmgkmtoo1lnln

10．解：设f沿半径指向外为正，则对小珠可列方程

avmfmg2cos，

tvmmgddsin，

以及 tavdd，ddvat，

积分并代入初条件得 )cos1(22agv，

)2cos3(cos2mgavmmgf．

2质点运动学单元练习二答案—7 4.动量守恒和能量守恒定律单元练习（一）答案

1．A；

2．A；

3．B；

4．C；

5．相同

6．2111mmtFv；2212mtFvv

7．解：（1）tdtdxvx10；10dtdvaxx

NmaF20；mxxx4013

JxFW800

（2）sNFdtI4031

8．解：1'vmmmv

221221'2121okxvmmmv

''mmkmmvx

9．解： 物体m落下h后的速度为 ghv2

当绳子完全拉直时，有 '2vMmghm

ghmMmv2' 2质点运动学单元练习二答案—8 ghmMmMMvIIT22'22

10．解：设船移动距离x，人、船系统总动量不变为零

0mvMu

等式乘以d t后积分，得0totomvdtMudt

0)(lxmMx mmMmlx47.0

2质点运动学单元练习二答案—9 5.动量守恒和能量守恒定律单元练习（二）答案

1．C

2．D

3．D

4．C

5．18J；6m/s

6．5/3

7．解：摩擦力mgf

由功能原理 2121210)(kxxxf

解得 )(22121xxmgkx.

8．解：根据牛顿运动定律 RvmFmgN2cos

由能量守恒定律 mghmv221

质点脱离球面时 RhRFNcos;0

解得：3Rh

9．解：(1)在碰撞过程中，两球速度相等时两小球间距离最小

vvv)(212211mmmm ①

212211mmvmvmv

(2) 两球速度相等时两小球间距离最小，形变最大，最大形变势能等于总动能之差 2质点运动学单元练习二答案—10 22122221)(212121vvvmmmmEp ②

联立①、②得 )/()(212122121mmmmEpvv

10．解：(1)由题给条件m、M系统水平方向动量守恒，m、M、地系统机械能守恒．

0)(MVVum ①

mgRMVVum2221)(21 ②

解得： )(2mMMgRmV；MgRmMu)(2

(2) 当m到达B点时，M以V运动，且对地加速度为零，可看成惯性系，以M为参考系 RmumgN/2

MmgmMmgRmumgN/)(2/2

mgMmMMmgmMMmgN23)(2

2质点运动学单元练习二答案—11 6.刚体转动单元练习（一）答案

1．B

2．C

3．C

4．C

5．v = 1.23 m/s；an = 9.6 m/s2；α = –0.545 rad/ s2；N = 9.73转。

6．2lnkJ

7．解：（1）由转动定律，2/2.39sradJFr

（2）由刚体转动的动能定理JFhEEkk490

（3）根据牛顿运动定律和转动定律：

mg–F’=ma

rF’=Jα

a=rα

联立解得飞轮的角加速度22/8.21sradmrJmg

8．解：（1）由转动定律 2312mllmg lg23

（2）取棒与地球为系统，机械能守恒

mglEk21

(3)棒下落到竖直位置时 22312121mlmgl lg3 2质点运动学单元练习二答案—12 9．解：（1）系统的能量守恒，有222121Jmvmgh

rv

联立解得： Jmrmghrv222 ； Jmrmgh22

（2）设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T，则根据牛顿运动定律和转动定律得：

mg – T＝ma

T r＝J

由运动学关系有： a = r

联立解得： 2mrJmgJT

10．解：以中心O 为原点作坐标轴Ox、Oy和Oz如图所示，取质量为

yxmddd

式中面密度为常数，按转动惯量定义，

)(12)()(3322222222baabyyxxmyxaabbdddzJ

薄板的质量 abm

所以 )(1222bamJz