《大學(xué)物理》試卷答案牛頓運(yùn)動(dòng)定律-文檔資料

1、1,牛頓運(yùn)動(dòng)定律,一、選擇題,1、質(zhì)量為m的小球，放在光滑的木板和光滑的墻壁之間，并保持平衡，如圖所示設(shè)木板和墻壁之間的夾角為a，當(dāng)a逐漸增大時(shí)，小球?qū)δ景宓膲毫?(A) 增加 (B) 減少 (C) 不變 (D) 先是增加，后又減小壓力增減的分界角為a45,B,2、如圖所示，質(zhì)量為m的物體A用平行于斜面的細(xì)線連結(jié)置于光滑的斜面上，若斜面向左方作加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體開始脫離斜面時(shí)，它的加速度的大小為 (A) gsin (B) gcos (C) gctg (D) gtg,C,2,3、質(zhì)量分別為m1和m2的兩滑塊A和B通過一輕彈簧水平連結(jié)后置于水平桌面上，滑塊與桌面間的摩擦系數(shù)均為，系統(tǒng)在水平拉力F作

2、用下勻速運(yùn)動(dòng)，如圖所示如突然撤消拉力，則剛撤消后瞬間，二者的加速度aA和aB分別為 (A) aA=0 , aB=0. (B) aA0 , aB0. (D) aA0 , aB=0,D,4、已知水星的半徑是地球半徑的 0.4倍，質(zhì)量為地球的0.04倍設(shè)在地球上的重力加速度為g，則水星表面上的重力加速度為： (A) 0.1 g (B) 0.25 g (C) 2.5 g (D) 4 g,B,5、一公路的水平彎道半徑為R，路面的外側(cè)高出內(nèi)側(cè)，并與水平面夾角為q要使汽車通過該段路面時(shí)不引起側(cè)向摩擦力，則汽車的速率為,A,D,C,B,B,3,6、在作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，與轉(zhuǎn)軸相距R處有一體積很小的工件A，

3、如圖所示設(shè)工件與轉(zhuǎn)臺(tái)間靜摩擦系數(shù)為ms，若使工件在轉(zhuǎn)臺(tái)上無(wú)滑動(dòng)，則轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度w應(yīng)滿足,A,D,C,B,A,二、填空題,7、質(zhì)量相等的兩物體A和B，分別固定在彈簧的兩端，豎直放在光滑水平面C上，如圖所示彈簧的質(zhì)量與物體A、B的質(zhì)量相比，可以忽略不計(jì)若把支持面C迅速移走，則在移開的一瞬間，A的加速度大小aA 0 ，B的加速度的大小aB 2g,8、質(zhì)量分別為m1、m2、m3的三個(gè)物體A、B、C，用一根細(xì)繩和兩根輕彈簧連接并懸于固定點(diǎn)O，如圖取向下為x軸正向，開始時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，后將細(xì)繩剪斷，則在剛剪斷瞬時(shí)，物體B的加速度,物體A的加速度,(m3/m2)g,0,4,9、一物體質(zhì)量為M，置于光滑水

4、平地板上今用一水平力,通過一質(zhì)量為m的繩拉動(dòng)物體前進(jìn)，則物體的加速度 a ，繩作用于物體上的力T,10、質(zhì)量為m的小球，用輕繩AB、BC連接，如圖，其中AB水平剪斷繩AB前后的瞬間，繩BC中的張力比 T : T1/cos2,11、一塊水平木板上放一砝碼，砝碼的質(zhì)量m0.2 kg，手扶木板保持水平，托著砝碼使之在豎直平面內(nèi)做半徑R0.5 m的勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，速率v =1 m/s當(dāng)砝碼與木板一起運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，砝碼受到木板的摩擦力為0.28 N ，砝碼受到木板的支持力為1.68 N,5,三、計(jì)算題,12、一人在平地上拉一個(gè)質(zhì)量為M的木箱勻速前進(jìn)，如圖. 木箱與地面間的摩擦系數(shù)0.6.設(shè)此人前進(jìn)時(shí)

5、，肩上繩的支撐點(diǎn)距地面高度為h1.5 m，不計(jì)箱高，問繩長(zhǎng)l為多長(zhǎng)時(shí)最省力,設(shè)繩子與水平方向的夾角為，則,木箱受力如圖所示，勻速前進(jìn)時(shí), 拉力為F, 有,解,F cosf 0 F sinNMg0 fN,得,令,又,所以lh / sin2.92 m時(shí)，最省力,6,13、質(zhì)量為m的子彈以速度v 0水平射入沙土中，設(shè)子彈所受阻力與速度反向，大小與速度成正比，比例系數(shù)為，忽略子彈的重力，求： (1) 子彈射入沙土后，速度隨時(shí)間變化的函數(shù)式； (2) 子彈進(jìn)入沙土的最大深度,解：(1) 子彈進(jìn)入沙土后受力為v，由牛頓定律,2) 求最大深度,解法一,解法二,7,解：勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) （1,加速運(yùn)動(dòng)時(shí) （2,由（

6、2） （3,解：勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) （1,14、質(zhì)量為m的雨滴下降時(shí)，因受空氣阻力，在落地前已是勻速運(yùn)動(dòng)，其速率為v = 5.0 m/s設(shè)空氣阻力大小與雨滴速率的平方成正比，問：當(dāng)雨滴下降速率為v = 4.0 m/s時(shí)，其加速度a多大,加速運(yùn)動(dòng)時(shí) （2,由（2） （3,由（1,將（4）代入（3）得,15、一水平放置的飛輪可繞通過中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪的輻條上裝有一個(gè)小滑塊，它可在輻條上無(wú)摩擦地滑動(dòng)一輕彈簧一端固定在飛輪轉(zhuǎn)軸上，另一端與滑塊聯(lián)接當(dāng)飛輪以角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)的f倍，已知0時(shí)，f f0，求與f的函數(shù)關(guān)系,解：設(shè)彈簧原長(zhǎng)為l，勁度系數(shù)為k，由于是彈性力提供了質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故

7、有,m rw2 k ( r l) 其中r為滑塊作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，m為滑塊的質(zhì)量由題設(shè)，有 r f l 因而有,8,又由已知條件，有,整理后得與f的函數(shù)關(guān)系為,16、一條質(zhì)量分布均勻的繩子，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)，一端拴在豎直轉(zhuǎn)軸OO上，并以恒定角速度在水平面上旋轉(zhuǎn)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中繩子始終伸直不打彎，且忽略重力，求距轉(zhuǎn)軸為r處繩中的張力T( r,解：取距轉(zhuǎn)軸為r處，長(zhǎng)為d r的小段繩子，其質(zhì)量為 ( M/L ) dr,取元，畫元的受力圖,由于繩子作圓周運(yùn)動(dòng)，所以小段繩子有徑向加速度，由牛頓定律得,T ( r )-T ( r + dr ) = ( M / L) dr rw2 令 T ( r )T (r +

8、 dr ) = - dT ( r) 得 dT =( Mw2 / L) r dr 由于繩子的末端是自由端 T (L) = 0,9,17、(1) 試求赤道正上方的地球同步衛(wèi)星距地面的高度 (2) 若10年內(nèi)允許這個(gè)衛(wèi)星從初位置向東或向西漂移10，求它的軌道半徑的誤差限度是多少？已知地球半徑R6.37106 m，地面上重力加速度g9.8 m/s2,解： (1) 設(shè)同步衛(wèi)星距地面的高度為h，距地心的距離r=R+h， 由牛頓定律,又,代入式得,同步衛(wèi)星的角速度w 與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，其值為,解得,2）由題設(shè)可知衛(wèi)星角速度w的誤差限度為,由式得,取對(duì)數(shù),取微分并令,dr =Dr, dw =Dw 且取絕對(duì)值 3D r/r =2Dw/w Dr=2rDw /(3w) =213 m,10,18、如圖所示，質(zhì)量為m的鋼球A沿著中心在O、半徑為R的光滑半圓形槽下滑當(dāng)A滑到圖示的位置時(shí)，其速率為v ，鋼球中心與O的連線OA和豎直方向成角，求這時(shí)鋼球?qū)Σ鄣膲毫弯撉虻那邢蚣铀俣?解：球A只受法向力,和重力,根據(jù)牛頓第二定律,法向：,切向：,由式可得,根據(jù)牛頓第三定律，球?qū)Σ蹓毫Υ笮⊥?，方向沿半徑向?由式得,11,19