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第二章 质点运动学（习题）2.1.1质点的运动学方程为j ˆ)1t 4(i ˆ)t 32(r ).2(,j ˆ5i ˆ)t 23(r ).1(-+-=++= 求质点轨迹并用图表示。
解，①.,5y ,t 23x =+=轨迹方程为y=5②⎩⎨⎧-=-=1t 4y t 32x ②r ②r 00117.33,m 4100R =θ=，0.75s 后测得21022R ,R ,3.29,m 4240R =θ=均在铅直平面内。
求飞机瞬时速率的近似值和飞行方向（α角）。
解，)cos(R R 2R R R 21212221θ-θ-+=∆ 代入数值得：利用正弦定理可解出089.34-=α2.2.2一小圆柱体沿抛物线轨道运动，抛物线轨道为200/x y 2=（长度mm ）。
第一次观察到圆柱体在x=249mm 处，经过时间2ms 后圆柱体移到x=234mm 处。
求圆柱体瞬时速度的近似值。
747后以70km/h 速率向北偏西030方向行驶。
求列车的平均加速度。
解，2.2.6（1）,k ˆt 2j ˆt sin R i ˆt cos R r ++= R 为正常数。
求t=0,π/2时的速度和加速度。
（2）,k ˆt 6j ˆt 5.4i ˆt 3r 32+-= 求t=0,1时的速度和加速度（写出正交分解式）。
解：（1） 当t=0时， 当t=π/2时， （2） 当t=0时， 当b c 质点受力mx t cos ma ma F -=-==，是线性恢复力，质点做简谐振动，振幅为a ，运动范围在a x a ≤≤-，速度具有周期性。
2.3.3跳伞运动员的速度为,e 1e 1v qtqt --+-β=v 铅直向下，β、q 为正常量。
求其加速度。
讨论当时间足够长时（即t →∞），速度和加速度的变化趋势。
解，2.3.4直线运动的高速列车在电子计算机控制下减速进站。
列车原行驶速度为h /km 180v 0=，其速度变化规律如图所示。
求列车行驶至x=1.5km 时加速度的大小。
力学（第二版）漆安慎习题解答第七章刚体力学第七章 刚体力学一、基本知识小结⒈刚体的质心定义：∑⎰⎰==dm dm r r m r m r c i i c //求质心方法：对称分析法，分割法，积分法。
⒉刚体对轴的转动惯量定义：∑⎰==dm r I r m I i i 22平行轴定理 I o = I c +md 2 正交轴定理 I z = I x +I y.常见刚体的转动惯量：（略） ⒊刚体的动量和质心运动定理∑==c c a m F v m p⒋刚体对轴的角动量和转动定理∑==βτωI I L⒌刚体的转动动能和重力势能c p k mgy E I E ==221ω⒍刚体的平面运动=随质心坐标系的平动+绕质心坐标系的转动动力学方程：∑∑==c c c cI a m F βτ （不必考虑惯性力矩） 动能：221221c c c k I mv E ω+= ⒎刚体的平衡方程∑=0F ， 对任意轴 ∑=0τ二、思考题解答火车在拐弯时所作的运动是不是平动答：刚体作平动时固联其上的任一一条直线，在各时刻的位置（方位）始终彼此平行。
若将火车的车厢看作一个刚体，当火车作直线运行时，车厢上各部分具有平行运动的轨迹、相同的运动速度和加速度，选取车厢上的任一点都可代替车厢整体的运动，这就是火车的平动。
但当火车拐弯时，车厢上各部分的速度和加速度都不相同，即固联在刚体上任一条直线，在各时刻的位置不能保持彼此平行，所以火车拐弯时的运动不是平动。
对静止的刚体施以外力作用，如果合外力为零，刚体会不会运动答：对静止的刚体施以外力作用，当合外力为了零，即0i c F ma ==∑时，刚体的质心将保持静止，但合外力为零并不表明所有的外力都作用于刚体的同一点。
所以，对某一确定点刚体所受合外力的力矩i i i M M r F ==⨯∑∑不一定为零。
由刚体的转动定律M J α=可知，刚体将发生转动。
比如，置于光滑水平面上的匀质杆，对其两端施以大小相同、方向相反，沿水平面且垂直于杆的两个作用力时，杆所受的外力的合力为零，其质心虽然保持静止，但由于所受合外力矩不为零，将作绕质心轴的转动。
《力学》杜婵英漆安慎课后习题答案大全集《力学》是物理学的一个重要分支，对于理解自然界的运动和相互作用起着关键作用。
杜婵英、漆安慎所著的《力学》教材备受广大师生的青睐，而课后习题则是巩固知识、检验学习效果的重要环节。
下面为大家带来《力学》杜婵英漆安慎课后习题的答案大全集。
首先，让我们来看第一章的习题。
第一章通常是对力学基本概念的介绍，如质点、参考系、位移、速度等。
例如，有一道习题是：一个质点在平面上运动，其位置矢量为 r ＝ 3t i ＋ 4t² j （其中 i 和 j 分别是x 和 y 方向的单位矢量，t 为时间），求其速度和加速度。
对于这道题，我们首先对位置矢量求导得到速度 v ＝ dr/dt ＝ 3 i ＋8t j 。
然后再对速度求导得到加速度 a ＝ dv/dt ＝ 8 j 。
接下来是第二章关于牛顿运动定律的习题。
牛顿运动定律是力学的核心内容之一。
比如，有这样一道题：一个质量为 m 的物体在水平地面上受到一个水平力 F 的作用，摩擦力为 f，求物体的加速度。
根据牛顿第二定律 F f ＝ ma ，可得加速度 a ＝（F f) ／ m 。
在解答这类问题时，关键是要正确分析物体所受的力，并合理运用牛顿定律。
第三章的习题可能涉及到动量和冲量的概念。
像这样一道题：一个质量为 2kg 的物体以 5m/s 的速度运动，受到一个与运动方向相反的10N 的力作用 2s，求物体的末速度。
首先计算冲量 I ＝FΔt ＝－20 N·s ，根据动量定理 mv₂ mv₁＝ I ，可得 2v₂ 2×5 ＝－20 ，解得 v₂＝－5 m/s 。
第四章关于功和能的习题也十分重要。
比如：一个物体在力 F ＝ 2x i （其中 x 为位置坐标）的作用下沿 x 轴运动，从 x ＝ 0 到 x ＝ 5m ，求力所做的功。
这需要通过积分来计算功 W ＝∫F·dx ＝∫2x dx ，积分上限为 5 ，下限为 0 ，计算可得 W ＝ 25 J 。
力学（第二版）漆安慎习题解答第七章刚体力学第七章刚体力学一、基本知识小结1.刚体的质心定义：r c m i r i/ m r c rdm/ dm求质心方法：对称分析法，分割法，积分法。
2.刚体对轴的转动惯量定义：I m i r i2I r2dm平行轴定理I o = l c+md2正交轴定理I z = X+I y.常见刚体的转动惯量：（略）3.刚体的动量和质心运动定理p mv c F ma c4.刚体对轴的角动量和转动定理L I I5.刚体的转动动能和重力势能E k ?I 2E p mgy c6•刚体的平面运动=随质心坐标系的平动+绕质心坐标系的转动动力学方程： F ma c c I c c（不必考虑惯性力矩）动能：E k 2mv；今I c c27.刚体的平衡方程、思考题解答火车在拐弯时所作的运动是不是平动答：刚体作平动时固联其上的任一一条直线，在各时刻的位置（方位）始终彼此平行。
若将火车的车厢看作一个刚体，当火车作直线运行时，车厢上各部分具有平行运动的轨迹、相同的运动速度和加速度，选取车厢上的任一点都可代替车厢整体的运动，这就是火车的平动。
但当火车拐弯时，车厢上各部分的速度和加速度都不相同，即固联在刚体上任一条直线，在各时刻的位置不能保持彼此平行，所以火车拐弯时的运动不是平动。
对静止的刚体施以外力作用，如果合外力为零，刚体会不会运动r r答：对静止的刚体施以外力作用，当合外力为了零，即Fi ma c 0时，刚体的质心将保持静止，但合外力为零并不表明所有的外力都作用于刚体的同一点。
所以，对某一确定点刚体所受合外力的力矩M Mi r i Fi不一定为零。
由刚体的转动定律M J可知，刚体将发生转动。
比如，置于光滑水平面上的匀质杆，对其两端施以大小相同、方向相反，沿水平面且垂直于杆的两个作用力时，杆所受的外力的合力为零，其质心虽然保持静止，但由于所受合外力矩不为零，将作绕质心轴的转动。
如果刚体转动的角速度很大，那么（1）作用在它上面的力是否一定很大（2）作用在它上面的力矩是否一定很大M r i F sin j J J「答：由刚体的定轴转动定律dt可知，刚体受对轴的合外力矩正比于绕定轴转动角速度的时间变化率。
2023年力学第二版（漆安慎著）课后答案下载2023年力学第二版（漆安慎著）课后答案下载力学(mechanics) 研究物质机械运动规律的科学。
自然界物质有多种层次，从宇观的宇宙体系，宏观的天体和常规物体，细观的颗拉、纤维、晶体，到微观的分子、原子、基本粒子。
通常理解的力学以研究天然的或人工的宏观对象为主。
但由于学科的互相渗透，有时也涉及宇观或细观甚至微观各层次中的对象以及有关的规律。
机械运动亦即力学运动，是物质在时间、空间中的位置变化，包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等，而平衡或静止则是其中的一种特殊情况。
机械运动是物质运动最基本的形式。
物质运动的其他形式还有热运动、电磁运动、原子及其内部的运动和化学运动等。
机械运动常与其他运动形式共同存在。
只是研究力学问题时突出地考虑机械运动这种形式罢了;如果其他运动形式对机械运动有较大影响，或者需要考虑它们之间的相互作用，便会在力学同其他学科之间形成交叉学科或边缘学科。
力是物质间的一种相互作用，机械运动状态的变化是由这种相互作用引起的。
静止和运动状态不变，都意味着各作用力在某种意义上的平衡。
力学，可以说是力和(机械)运动的`科学。
力学是一门独立的基础学科，是有关力、运动和介质(固体、液体、气体和等离子体)，宏、细、微观力学性质的学科，研究以机械运动为主，及其同物理、化学、生物运动耦合的现象。
力学是一门基础学科，同时又是一门技术学科。
它研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系。
力学可区分为静力学、运动学和动力学三部分，静力学研究力的平衡或物体的静止问题;运动学只考虑物体怎样运动，不讨论它与所受力的关系;动力学讨论物体运动和所受力的关系。
现代的力学实验设备，诸如大型的风洞、水洞，它们的建立和使用本身就是一个综合性的科学技术项目，需要多工种、多学科的协作。
力学第二版（漆安慎著）：简介点击此处下载力学第二版（漆安慎著）课后答案力学第二版（漆安慎著）：研究方法力学研究方法遵循认识论的基本法则：实践——理论——实践。
第二章 质点运动学（习题）2.1.1质点的运动学方程为j ˆ)1t 4(i ˆ)t 32(r ).2(,j ˆ5i ˆ)t 23(r ).1(-+-=++= 求质点轨迹并用图表示。
解，①.,5y ,t 23x =+=轨迹方程为y=5②⎩⎨⎧-=-=1t 4y t 32x 消去时间参量t 得：05x 4y 3=-+2.1.2质点运动学方程为k ˆ2j ˆe i ˆe r t 2t 2++=- ，（1）. 求质点的轨迹；（2）.求自t=-1至t=1质点的位移。
解，①⎪⎩⎪⎨⎧===-2z e y ex t 2t2消去t 得轨迹：xy=1,z=2②k ˆ2j ˆe i ˆe r 221++=-- ,k ˆ2j ˆe i ˆe r 221++=-+ ,j ˆ)e e (i ˆ)e e (r r r 222211---+-+-=-=∆2.1.3质点运动学方程为j t i t r ˆ)32(ˆ42++= ，（1）. 求质点的轨迹；（2）.求自t=0至t=1质点的位移。
解，①.,3t 2y ,t 4x 2+==消去t 得轨迹方程 2)3y (x -=②j ˆ2i ˆ4r r r ,j ˆ5i ˆ4r ,j ˆ3r 0110+=-=∆+== 2.2.1雷达站于某瞬时测得飞机位置为0117.33,m 4100R =θ=，0.75s 后测得21022R ,R ,3.29,m 4240R =θ=均在铅直平面内。
求飞机瞬时速率的近似值和飞行方向（α角）。
解，)cos(R R 2R R R 21212221θ-θ-+=∆ 代入数值得： )m (385.3494.4cos 42404100242404100R 022≈⨯⨯-+=∆)s /m (8.46575.0385.349t R v ==∆∆≈利用正弦定理可解出089.34-=α2.2.2一小圆柱体沿抛物线轨道运动，抛物线轨道为200/x y 2=（长度mm ）。
第一次观察到圆柱体在x=249mm 处，经过时间2ms 后圆柱体移到x=234mm 处。
力学（第二版）漆安慎习题解答第七章刚体力学第七章 刚体力学 一、基本知识小结⒈刚体的质心定义：∑⎰⎰==dm dm r r mr m r c i i c //ρρρρ求质心方法：对称分析法，分割法，积分法。
⒉刚体对轴的转动惯量定义：∑⎰==dm r I r m I ii 22平行轴定理 I o = I c +md 2正交轴定理 I z = I x +I y.常见刚体的转动惯量：（略） ⒊刚体的动量和质心运动定理∑==c c a m F v m p ρρρρ ⒋刚体对轴的角动量和转动定理∑==βτωI I L⒌刚体的转动动能和重力势能c p k mgy E I E ==221ω⒍刚体的平面运动=随质心坐标系的平动+绕质心坐标系的转动动力学方程：∑∑==c c c c I a m F βτρρ（不必考虑惯性力矩）动能：221221cc c k I mv E ω+= ⒎刚体的平衡方程 ∑=0F ρ， 对任意轴 ∑=0τ二、思考题解答火车在拐弯时所作的运动是不是平动？答：刚体作平动时固联其上的任一一条直线，在各时刻的位置（方位）始终彼此平行。
若将火车的车厢看作一个刚体，当火车作直线运行时，车厢上各部分具有平行运动的轨迹、相同的运动速度和加速度，选取车厢上的任一点都可代替车厢整体的运动，这就是火车的平动。
但当火车拐弯时，车厢上各部分的速度和加速度都不相同，即固联在刚体上任一条直线，在各时刻的位置不能保持彼此平行，所以火车拐弯时的运动不是平动。
对静止的刚体施以外力作用，如果合外力为零，刚体会不会运动？答：对静止的刚体施以外力作用，当合外力为了零，即0i c F ma ==∑r r 时，刚体的质心将保持静止，但合外力为零并不表明所有的外力都作用于刚体的同一点。
所以，对某一确定点刚体所受合外力的力矩i i iM M r F ==⨯∑∑不一定为零。
由刚体的转动定律M J α=可知，刚体将发生转动。
比如，置于光滑水平面上的匀质杆，对其两端施以大小相同、方向相反，沿水平面且垂直于杆的两个作用力时，杆所受的外力的合力为零，其质心虽然保持静止，但由于所受合外力矩不为零，将作绕质心轴的转动。
如果刚体转动的角速度很大，那么（1）作用在它上面的力是否一定很大？（2）作用在它上面的力矩是否一定很大？答：由刚体的定轴转动定律sin i i i d M r F J Jdt ωθα===∑可知，刚体受对轴的合外力矩正比于绕定轴转动角速度的时间变化率。
因此，刚体转动的角速度很大，并不意味这转动角速度的时间变化率也很大，所以，（1）刚体定轴转动的角速度ω很大，与其受力i F∑没有直接关系。
对于刚体的一般运动，所受合外力使刚体的质心产生加速度，即改变刚体的平动状态。
（2）刚体定轴转动的角速度ω很大，与其受到对定轴的力矩M 的大小也没有直接关系。
合外力矩使刚体产生角加速度，改变刚体的转动状态。
为什么在研究刚体转动时，要研究力矩作用？力矩和哪些因素有关？答：一个静止的刚体能够获得平动的加速度而运动起来的原因是，相对它的质心而言，所受的合外力不为零。
一个静止的刚体相对某一转动，能够获得角加速度而转动起来的原因是，刚体所受到的外力对转轴的合外力矩i M∑不为零。
因此，刚体的转动是与其受到的相对转轴的合外力矩密切相关的。
取z 轴为刚体转动的固定轴时，对转动有贡献的合外力矩是z iz M M =∑，其中sin iz i i M F r θ=，iF 是作用在刚体上的第i 个外力在转动平面内的分量，而i r 是由转轴（z 轴）到i F 的作用点的距离，θ是i r 和i F间由右手定则决定的夹角。
所以，对z 轴的力矩不但与各外力在转动平面内分量的大小i F有关，还与i F的作用线与z 轴的垂直距离（力臂）sin i i d r θ=的值有关。
试证：匀质细棒在光滑平面上受到一对大小相等、方向相反的作用力作用时，不管力作用在哪里，它的质心加速度总是零。
答：匀质刚性细棒可以看作在运动中保持相对位置不变的质点系，其质心遵守运动定律i c i F ma =∑r .当该棒受大小相等方向相反的作用力时，质心所受合力与各个力的作用点无关，加速度总为零。
在计算物体的转动惯量时，能把物体的质量集中的质心处吗？ 答：物体的转动惯量时物体转动惯性大小的量度。
影响转动惯量的因素有：物体的总质量、物体质量的分布以及转轴的位置。
同一物体对质心轴和任意轴的转动惯量是不同的。
所以，在计算物体的转动惯量时，不能简单地把物体的质量看作集中在质心处。
两个同样大小的轮子，质量也相同。
一个轮子的质量均匀分布，另一个轮子的质量主要集中在轮缘，问：（1）如果作用在它们上面的外力矩相同，哪个轮子转动的角加速度较大？（2）如果它们的角加速度相等，作用在哪个轮子上的力矩较大？（3）如果它们的角动量相等，哪个轮子上的力矩较大？ 答：质量相等、大小相同的轮子，由于质量分布情况的不同而使得它们对同一转轴的转动惯量不同。
由转动惯量的意义2J r dm=⎰可知，质量主要集中在轮缘的轮子，其转动惯量较大。
由定轴的转动定律M J α=和角动量L J ω=，可知：（1）M 相同时，物体所获得的角加速度大小与转动惯量成反比，故质量均匀分布的轮子转动的角加速度较大；（2）角加速度相等时，转动惯量大的轮子上作用的力矩也大，故质量主要集中在轮缘的轮子受到的力矩较大；（3）两轮的角动量相等时，两轮的角速度与它们的转动惯量成反比，故质量均匀分布的轮子转动的角速度较大转的较快。
一个转动着的飞轮，如不供给它能量，最终将停下来。
试用转动定律解释这个现象。
答：一个转动着的飞轮，如不供给它能量，最终必将停下来，这是由于飞轮在转动过程中受到各种对转轴的阻力矩作功的缘故。
根据动能定理KA E =∆可知，阻力矩的功使飞轮的转动动能减小，使它最终停下来 。
、什么是刚体？答：一般假定物体无论受多大外力或转动得多快都不变形，并称这样的物体为刚体。
刚体是力学中关于研究对象的另一个理想模型、什么是刚体的平动？其动力学方程为何？答： 如果在运动中，刚体上任意两质元连线的空间方向始终保持不变，这种运动就称为刚体的平动。
例如电梯的升降、活塞的往返等都是平动。
动力学方程为：∑==cc a m F v m p ρρρρ、什么是刚体的定轴转动？其动力学方程为何？答：如果刚体上各质元都绕同一直线作圆周运动就称为刚体转动，这条直线称为转轴，转轴固定于参考系的情况称为定轴转动。
答：刚体定轴轴的角动量ωI L =转动定理 ∑=βτI （它表明：刚体绕固定轴转动时，刚体对该转动轴线的转动惯量与角加速度的乘积在数量上等于外力对此转动轴线的合力矩——刚体定轴的转动定理。
）刚体的定轴转动的动能和重力势能为何？答：刚体绕固定轴转动的动能等于刚体对此轴的转动惯量与角速度平方乘积之半221ωI E k =重力势能：cp mgy E =、转动惯量的大小和什么有关？答：刚体的转动惯量决定于刚体各部分质量距转轴远近及质量的分布情况。
、什么是平行轴定理和垂直轴定律？平行轴定理：设刚体绕通过质心转轴的转动惯量为 I c ，将轴朝任何方向平行移动一个距离 d ，则绕此轴的转动惯量 I D 为 I D=I c+md 2垂直轴定理：设刚性薄板平面为 xy 面，z 轴与之垂直，则对于任何原点O 绕三个坐标轴的转动惯量分别为应用它很容易求出圆环或圆盘绕直径的转动惯、什么是刚体平面运动？刚体平面运动的动力学方程为何？其机械能为何？答：刚体的平面运动=随质心坐标系的平动+绕质心坐标系的转动动力学方程： ∑∑==c c c cI a m F βτρρ （不必考虑惯性力矩）动能：221221c c c k I mv E ω+=、刚体平衡的条件是什么？刚体的平衡方程 ∑=0F ρ， 对任意轴 ∑=0τy x z i i i i z ii i y iii x I I I y x m I x m I y m I +=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+===∑∑∑)(2222三、习题解答7.1.1 设地球绕日作圆周运动.求地球自转和公转的角速度为多少rad/s?估算地球赤道上一点因地球自转具有的线速度和向心加速度.估算地心因公转而具有的线速度和向心加速度（自己搜集所需数据）.[解 答]-527.2710(rad/s)243600πω==⨯⨯自-72 2.0410(rad/s)365243600πω==⨯⨯⨯公R νω=自22n a RRνω==7.1.2 汽车发动机的转速在12s 内由1200rev/min 增加到3000rev/min.⑴假设转动是匀加速转动，求角加速度。
⑵在此时间内，发动机转了多少转？解：⑴21260/2)12003000(/7.15s rad t===-∆∆πωβ⑵rad 27.152)60/2)(12003000(21039.26222202⨯===∆⨯--πβωωθ对应的转数=42010214.3239.262≈⨯=⨯∆πθ7.1.3 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为):,:(43s t rad ct bt at θθ-+=。
求t 时刻的角速度和角加速度。
解：23212643ct bt ct bt a dtd dtd -==-+==ωθβω半径为0.1m 的圆盘在铅直平面内转动，在圆盘平面内建立o-xy 坐标系，原点在轴上，x 和y 轴沿水平和铅直向上的方向。
边缘上一点A 当t=0时恰好在x 轴上，该点的角坐标满足θ=+t 2 (θ:rad,t:s)。
⑴t=0时，⑵自t=0开始转45o 时，⑶转过90o 时，A 点的速度和加速度在x 和y 轴上的投影。
解：0.222.1==+==dtd dtd t ωθβω⑴t=0时，s m R v v y x /12.01.02.10,2.1=⨯====ωω2222/2.01.00.2/144.01.0/12.0/sm R a a s m R v a a y y n x =⨯===-=-=-=-=βτ⑵θ=π/4时,由θ=+t 2,求得t=,∴ω=+2t=s·sm R v s m R v y x /15.02/21.014.245sin /15.02/21.014.245cos =⨯⨯=︒=-=⨯⨯-=︒-=ωω222222222222/182.0)14.20.2(1.0)(45sin 45sin 45sin /465.0)14.20.2(1.0)(45cos 45cos 45cos s m R R R a s m R R R a y x -=-⨯=-︒=︒-︒=-=+⨯-=+︒-=︒-︒-=ωβωβωβωβ⑶θ=π/2时,由θ=+t 2,求得t=,ω=+2t=s 2222/77.01.078.2/2.01.00.20/278.01.078.2s m R a s m R a v s m R v y x y x -=⨯-=-=-=⨯-=-==-=⨯-=-=ωβω7.1.5 钢制炉门由两个各长1.5m 的平行臂AB 和CD 支承，以角速率ω=10rad/s 逆时针转动，求臂与铅直成45o 时门中心G 的速度和加速度。
