吉林大学 大学物理 第二章 动力学作业答案.ppt

1．牛顿第二定律适用的条件是A．质点 B．惯性系 C．宏观物体的低速运动 D．上面所有的2．汽车用不变力制动时，决定其停止下来所 通过的路程的量是A．速度 B．质量 C．动量 D．动能一、选择题质点动力学作业答案4. 如果保守力作正功，则系统总的机械能 A．减少 B．增大 C．不变 D．无法确定3．对质点系有以下说法 （1）质点系总动量的改变与内力无关 （2）质点系总动能的改变与内力无关 （3）质点系机械能的改变与保守力无关 以上说法中A. 只有（1）是正确的 B.（1）（3）正确 C.（1）、（2）正确 D.（2）（3）正确 6. 反映力的瞬时效应的基本定律是 A. 牛顿第二定律 B. 动量守恒定律C. 动能定理 D. 机械能守恒定律5. 关于能量的正确说法是 A．能量是矢量 B．能量是功的增量C．能量是状态量 D．能量是过程量7.人造地球卫星做圆周运动，由于受到空气的摩 擦力，人造卫星的速度和轨道半径讲如何变化？ A．速度减小，半径增大 B．速度减小，半径减小 C．速度增大，半径增大 D．速度增大，半径减小8． 一个质点同时在几个力作用下产生位移 ，其中一个力为恒力 （SI）, 则此力在该位移过程中 所作的功为 A．67J B．91J C．17J D．－67J10. 一质点在如图所示的坐标平面内作圆周动， 有一力 作用在质点上。

在该质点从 坐标原点运动到(0, 2R)位置过程中，力对它所 作的功为9．一质点受F＝3x2i（SI）作用，沿 x 轴正方 向运动，从x＝0到x＝2m过程中，力F作功为 A．8J B．12J C．16J D．24J11．A、B两木块质量分别为和mA、mB，且 2mA＝mB两者用一轻弹簧连接后静止于光滑 水平桌面上，如图所示若用外力将两木块压 近使弹簧被压缩，然后将外力撤去，则此后两 木块运动动能 之比为12．在半径为R的半球形容器中有一质量为m的 质点从P点由静止下滑，如图所示质点在最低 点Q时，测得它对容器的压力为F，那么质点从 P点到Q的过程中，摩擦力所做的功为多少？A． B. C．D． 2．质量为m的汽车，沿 x 轴正方向运动，初始 位置x0＝0，从静止开始加速，设其发动机的功 率N维持不变，且不计阻力，则汽车任意时刻速 率 ，汽车任意时刻置 1．力 作用在质量为m＝2kg 的物体上，物体初速度为 m/s，则此力作 用2s的冲量 ＝ ，这时物体的动量 ＝ 。

二、填空题N不变3．在合外力F＝3＋4t（SI）作用下质量为10kg 物体从静止开始作直线运动在第3秒末物体加 速度为 ，速度为 4.下列物理量:质量、动量、冲量、动能、势 能、功中与参照系选取有关的物理量是是 动量、动能、功则质点在0～2秒内受的冲量I的大小为 ， 在0～2秒内所做的功A＝ 5. 已知质点质量m＝5kg,运动方程6. 质量为0.25kg 的质点，受力 （SI）的作 用，式中t为时间t＝0 时该质点以 速通过坐标原点，则该质点任意时刻的位置20(N·s) 40J矢量 =7. 质量M质点沿x 轴正向运动，该质点通过坐标 为x时的速度大小为kx（k为正常量）,则此时作 用于该质点上F＝ ，该质点从 x＝x0 点出8.质量m=1kg的物体，在坐标原点处从静止出发在 水平面内沿x 轴运动，其所受合力方向与运动方向 相同，合力大小为F＝3＋2x(SI)，那么，物体在 开始运动的3m内，合力所作功W＝ ； 且x＝3m时，其速率＝ 。

18J 6m/sMk2x发运动到 x＝x1 处所经历的时间Δt 10. 一质量为m=5kg的物体，在0到10秒内，受到 如图所示的变力F的作用，由静止开始沿 x 轴正 向运动，而力的方向始终为x轴的正方向，则10 秒内变力F所做的功 9. 质量m物体，初速为零，从原点起沿x轴正向 运动，所受外力沿x轴正向，大小为F＝kx，物 体从原点运动到坐标为x0的点的过程中所受外力4000J冲量的大小为 子弹从枪口射出的速率为300假设子弹离开枪 口时合力刚好为零，则 (1) 子弹走完枪筒全长所用的时间 t ＝ , (2) 子弹在枪筒中所受的冲量 I ＝ ， (3) 子弹的质量 m＝ 11．一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为0.003s 0.6Ns 2×10－3kg(SI)12．如图所示，一质量m=1.0kg的质点绕半径为 R=1.0m的圆周作逆时针方向的圆周运动在t=0 时刻，质点处在A处，质点所经历的路程与时间 的关系为 （m），t 以秒计。

则在0~1s时间内，质点的动量变化 位移 在这段时间内质点 所受的平均合外力BF0和T为常数物体在t=0时速度是 ，t =T 时的速度是 ，求在这段时间内三、计算题(3)合外力对该物体所做的功1．质量为m物体在0~T时间内受到一个力作用， (1)力 的冲量和该力平均值大小； (2)该物体所受合外力的冲量；解：(2)式中A、B、ω都是正的常数试求：解： 2．质量m质点在外力作用下，其运动方程为，（3）力在t1=0到t2=π/2ω这段时间内所作功1）t=0时的速度；（2）t =π/2ω时的速度；3. 在光滑的水平桌面上，一质量为m的运动小 球A与质量相同的静止小球B发生的非对心弹性 碰撞求碰撞后小球A的运动方向与小球B的运 动方向的夹角 解：设小球A的初始速度为 ，碰撞后小球A与 小球B的速度分别为 与 则根据动量守 恒与动能守恒定律，有：• 4. 一宇宙飞船以恒速u在空间中飞行，飞行过程 中遇到一股微尘粒子流，后者以dm/dt的速率沉 积在飞船上，尘粒在落到飞船之前的速度为u方 向与u相反，在时刻t飞船的总质量为M(t) ，试 问：要保持飞船匀速飞行，需要多大的力？解：根据动能定理，力F在dt 时间内对整个系统 的冲量I，等于整个系统的动量的增量5．在某惯性系S中，有两个质点A和B，质量分别为m1 和m2,它们只受到彼此间万有引力作用，开始时两个质 点相距l0，质点A静止，质点B初速度为u0,沿它们连线 方向向外 ，为使质点B维持速度不变， 可对质点B沿连线方向施一变力F。

试求：（1）两质点 的最大距离时F的值；（2）从开始到最大距离时，变力 F做的功 解：首先以B为参考点，F不做功，因此系统机 械能守恒以S系为参考系，根据功能原理合外力F做功W 等于系统机械能的增量图2.2.56．在光滑的水平桌面上，平放有如图所示的固 定半圆形屏障，质量为m的滑块以速度υ0沿切线 方向进入屏障内，滑块与屏障间的摩擦系数为μ ，试证当滑块从屏障另一端滑出时，摩擦力所做 的功为解 ， 7. 一链条总长为l ,质量为m，放在桌面上，并使其一 端下垂，下垂的长度为a设链条与桌面之间的滑动摩 擦系数为u，令链条由静止开始运动，则 （1）到链条离开桌面的过程中，摩擦力对链条坐多 少功？（2）链条离开桌面时的速度是多少？解： • 8. 假定“神州六号”飞船的质量为m，正在绕地球做圆周运动，圆半径为R0，速度为υ0，某一时刻接到地面指令要求变轨飞行，然后火箭点火，给“神州六号”增加了向外的径向速度分量υr（< υ0 ）, 于是飞船的轨道发生了变化1）试导出飞船在任意轨道上受到的引力表达式 ， 其中r为“神州六号”飞船到地心的距离；（2）试用R0，υ0及υr给出飞船变轨后的椭圆轨道近地点和远地点表达式。

8．解 ：(1)由于所以(2)由角动量守恒由机械能守恒解得3．质量为2kg质点,所受到力为 (SI) 作用，该质点t＝0时位于原点并静止，试求：（1 ）t=2s时物体速度大小；（2）前2s内此力功;（3 ）t=2s时瞬时功率解：去年• 4. 车厢在水平轨道上以恒定的速度u向右行 驶，车厢内有一摆线长为l，摆球质量为m 的单摆，系在天花板上开始时，摆线与 竖直方向的夹角为j（位于右侧），相对车 厢静止，然后自由摆下求： • （1）摆球第一次到达最低位置时相对于车 厢的速率u1; • (2)摆球第一次到达最低位置时相对于车厢 的速率u2; • (3）在这一下摆过程中，相对于地面摆线 对摆球所做的功4. 解：（1）车厢为惯性系，机械能守恒（2）（3）由功能原理解：由题意可知x=rcos θ=5000m，y=rsin θ 则y=xtan θ=5000tan θ5．铅直发射的火箭由一雷达跟踪，以雷达为参考点， 火箭的位置用极坐标表示为(r, θ), r 表示火箭与雷达之 间的距离， θ表示r与水平之间的夹角当 r=10000m，θ=60o, =0.02rad/s, =0.003rad/s, 火箭的质量m=5000kg, 求此时的喷射反推力。

AB xθyrr/2F-mg=mayF=m×(ay+g)=5000× (87.7+9.8)=4.875 ×105(N)。