習(xí)題解答-第二章牛頓定律

上傳人:jun****875 文檔編號(hào):18164049 上傳時(shí)間:2020-12-25 格式:DOC 頁數(shù):11 大?。?.48MB
收藏 版權(quán)申訴 舉報(bào) 下載
習(xí)題解答-第二章牛頓定律_第1頁
第1頁 / 共11頁
習(xí)題解答-第二章牛頓定律_第2頁
第2頁 / 共11頁
習(xí)題解答-第二章牛頓定律_第3頁
第3頁 / 共11頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

9.9 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《習(xí)題解答-第二章牛頓定律》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《習(xí)題解答-第二章牛頓定律(11頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、選擇題 2-4 下列說法中,哪個(gè)是正確的? [ ] (A)物體總是沿著它所受的合外力方向運(yùn)動(dòng); (B)物體的加速度方向總與它受的合外力方向相同; (C)作用在物體上的合外力在某時(shí)刻變?yōu)榱?,則物體在該時(shí)刻的速度必定為零; (D)作用在物體上的合外力在某時(shí)刻變?yōu)榱?,則物體在該時(shí)刻的加速度也可能不等于零。 解答 根據(jù),加速度的方向與合外力的方向相同,而物體的運(yùn)動(dòng)方向則是速度的方向。在一般情況下,速度的方向不一定與加速度的方向相同。如豎直上拋中,物體上升時(shí),力和加速度的方向向下,而速度方向卻向上。牛頓第二定律闡述了力對物體的瞬時(shí)作用規(guī)律,加速度

2、和所受的合外力是同一時(shí)刻的瞬時(shí)量。作用在物體上的合外力在某時(shí)刻變?yōu)榱悖瑒t加速度也同時(shí)變?yōu)榱?,力和速度沒有直接的聯(lián)系。所以應(yīng)選(B)。 2-5 下列說法中,哪個(gè)是正確的? [ ] (A)物體受幾個(gè)力的作用一定產(chǎn)生加速度; (B)物體的速度越大,它所受的力一定也越大; (C)物體的速率不變,它所受的合外力一定為零; (D)物體的速度不變,它所受的合外力一定為零。 解答 根據(jù),合外力為零,則加速度也為零,物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng),即不變。物體受幾個(gè)力作用時(shí),若,但力和速度卻沒有直接關(guān)系。且物體的速率不變,但方向可能改變,不能保持勻速直

3、線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則它受的合外力就不一定為零。所以應(yīng)選(D)。 2-6 當(dāng)煤塊自上而下不斷地落入一節(jié)正在沿平直軌道運(yùn)動(dòng)的貨車中時(shí),貨車受恒定的牽引力的作用,不計(jì)一切摩擦,則在上述裝煤過程中, (A)貨車的加速度逐漸減小,而速度逐漸增大; (B)貨車的加速度逐漸減小,速度也逐漸減??; (C)貨車的加速度逐漸減大,加速度也逐漸增大; (D)貨車的加速度逐漸減大,而速度逐漸減??; 解答 根據(jù)牛頓第二定律,但方向不變,與速度同向,所以仍增大,應(yīng)選(A)。 2-7 兩種材料之間的靜摩擦系數(shù)通常用實(shí)驗(yàn)方法來測定,如圖2-6所示。斜面A可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),與水平面成任意傾角,在斜面上放一重力

4、為的金屬塊,改變傾角,若保持物體不在斜面A上滑動(dòng)的最大傾角為,則物體與斜面間的靜摩擦系數(shù)為 [ ] (A)tan (B)cot (C)sin (D)cos 解答 物體受重力,斜面的支承力,物體相對斜面有向下的滑動(dòng)趨勢,故存在著與此方向相反的靜摩擦力,其方向沿斜面向上。選坐標(biāo)系,如圖2-7所示,按 由于。通常用這種方法可測定兩種材料間的靜摩擦系數(shù),所以選(A)。 2-8 如圖2-8所示,質(zhì)量均為的物體A和B用輕彈簧相連接,物體A用細(xì)繩吊在天花板上。物體A和B原先鉛垂地處于靜止?fàn)顟B(tài),若細(xì)繩在C處被繞斷,則在段開的瞬間,物體A和B的加速度大

5、小分別為 [ ] (A) (B) (C) (D)。 解答 細(xì)繩繞斷的一瞬間,繩的拉力,彈簧仍處于拉伸狀態(tài),物體 B仍處于平衡狀態(tài),物體A受力不平衡。分析物體A和B受力情況,A受重力和彈性,方向豎直向下;B受重力和彈性,方向豎直向上。選軸豎直向下,如圖2-9所示,按,可列出 物體A ; 物體B ; 解之得,所以應(yīng)選(C)。 2-10 一水平轉(zhuǎn)臺(tái)繞鉛直中心軸作勻角速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)臺(tái)上與轉(zhuǎn)軸相距為處放一小物塊。設(shè)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的靜摩擦系數(shù)數(shù)為,如果物塊不滑動(dòng),則轉(zhuǎn)臺(tái)的最大旋轉(zhuǎn)角速度為

6、[ ] (A) (B) (C) (D) 解答 物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)繞軸作圓周運(yùn)動(dòng),物塊不滑動(dòng),靜摩擦力充當(dāng)了向心力,則有。所以后應(yīng)選(D)。 2-11 設(shè)空敢陰力不墳,空氣的浮力不變,一卸一示總質(zhì)量為M(包括壓艙沙袋),以在小為的加速度鉛直下降,今令人噴飯使它以大小為的加速度鉛直上升,則應(yīng)從氣球中掹掉沙袋的質(zhì)量為 [ ] (A) (B) (C) (D) 解答 分析加速下降和拋沙袋拍后加速上升時(shí)氣球的受力情況,設(shè)拋出沙袋的質(zhì)量為,列牛頓第二定律,即 加速下降 加速上升 聯(lián)立求得 所以應(yīng)選(A)

7、 2-12 一質(zhì)量10kg的物體在力作用下沿軸作直線運(yùn)動(dòng),在時(shí),其速度,它的速度為 [ ] 解答 按題意,在變力作用下,物體的加速度不是恒量,需用積分來求解。由牛頓第二定律,有 對上式分離變量,并按題設(shè)條件,兩邊積分之,有 初始條件為 由此得,所以應(yīng)選(C)。 2-13 質(zhì)量為的一輛機(jī)車沿平直軌道行駛,速度達(dá)到時(shí)開始受空氣阻力,大小為為機(jī)車速率,其他阻力不計(jì),則其末速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為 [ ] (A) (B) (C) (D) 解答 由有 ,所以應(yīng)選(D)。 三、填空題 2-15

8、 一質(zhì)量為5kg的物體,其運(yùn)動(dòng)方程為分別為軸正方向的單位矢量。則物體所受力的大小= ,其方向?yàn)? 。 解答 由 所以。 2-16 一木塊在傾角的斜面上能以勻速滑下,若使它以速率沿斜面上滑,則它沿該斜面能夠上滑的距離為 。 解答 當(dāng)勻速下滑時(shí),分析木塊受力情況,如圖2-13所示。設(shè)滑動(dòng)摩擦系數(shù)為,由 若以沿斜面上滑時(shí),木塊受力情況如圖2-14所示,上升到距離時(shí)速度為零,據(jù)此有 解得 2-17一質(zhì)量10kg的物體沿軸自靜止開始運(yùn)動(dòng),在 軸方向所受的力為 ,則物體在移動(dòng)2m時(shí)的速度大小= 。 解答 根據(jù)

9、 按題設(shè)數(shù)據(jù)可算出 2-18 一單擺的擺長為,擺錘的質(zhì)量為m,如圖2-15所示 。當(dāng)單擺在擺動(dòng)過程中,擺錘相對于平衡位置路徑隨時(shí)間的變化規(guī)律為為正的恒量,則擺錘經(jīng)低點(diǎn)時(shí),擺線中的拉力 = 。 解答 達(dá)最低位置時(shí),=0m,所以 由此得 又由,有 由此可得 2-19 如圖示,半徑為R、內(nèi)表面光滑的半球形碗的內(nèi)壁上,有一質(zhì)量為的小球正以角速度在一水平面作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求該小球作圓周運(yùn)動(dòng)的水平面離碗底的高度= 。 解答 選坐標(biāo)系,小球受兩個(gè)力作用:重力和碗

10、的支承力,圖如2-17所示,按,分別列出、軸方向的分量式,即 將 代入,解得 所以 2-20 如圖2-18所示,提升礦石用的傳送帶與水平面成傾角,設(shè)傳送帶以加速度運(yùn)動(dòng)。為了使礦石在傳送帶上不滑動(dòng),則礦石與傳送帶之間的摩擦系數(shù)至少應(yīng)為 。 解答 分析礦石受力情況,如圖2-19所示,根據(jù),所以 四、計(jì)算題 2-21 如圖2-20所示,一質(zhì)量為的物體置于水平地面上,已知物體與地面之間的摩擦系數(shù)為,試求拉力與水平方向的夾角為多大時(shí),用力最省。 解答 選擇坐標(biāo)系,物體受力情況如圖2-21所示。設(shè)物體沿軸正向運(yùn)動(dòng),加速度為,由,分別列出

11、沿、軸的分量式,即 聯(lián)解上列各式得 為了求的最小值,可求的極大值,令,令 得 又 故當(dāng)時(shí),所需拉力為最小。 2-22 如圖2-22所示,一根不可伸長的輕繩跨過一個(gè)定滑輪,兩端掛有質(zhì)量分別為和的物體A和B,且>,托住物體A,并由靜止釋放。若滑輪的質(zhì)量及一切摩擦均不計(jì),試求:(1)繩子的張力和系統(tǒng)的加速度;(2)物體A的運(yùn)動(dòng)函數(shù)。 解答 (1)分析兩物體的受力情況,以地面為參考系,分別以加速度方向?yàn)檎较蛉鐖D2-23所示,按列出 聯(lián)立求得 (2)已知初始條件,,以物體A開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn),則物體的初始位置為,取軸向下為正方向。由加速度

12、,所以,有 設(shè)時(shí)刻的速率為,代入初始條件,兩邊積分有 得 將代入,移項(xiàng)后積分,又有 便得物體A的運(yùn)動(dòng)函數(shù)為 2-26 如圖2-30所法,一質(zhì)量為的小球拴在細(xì)繩的一端,繩的另一端固定在點(diǎn),線長為。先將小球拉至使繩處于水平,且繩內(nèi)張力為零的靜止?fàn)顟B(tài),然后釋放,使小球下落。求小球向下擺至角時(shí),小球的速率和繩對小球的拉力。 解答 如圖2-31所示,小球受細(xì)繩的拉力和重力作用,設(shè)小球相對于地的加速度為,可列出 由于小球做圓周運(yùn)動(dòng),可寫出上述方程的切向和法向分量式,即 (a)

13、 (b) 并置換變量,,代入式(a),并化簡后聯(lián)立求解上兩式,有 對上式積分,且時(shí),,以及擺角為時(shí)速度為,故有 則小球的速率為 由上式可看出,速率隨角度而變化。將上式代入小球運(yùn)動(dòng)的法向分量式(b)可得繩的拉力為 可見拉力也隨而變化。 2-27 如圖2-32所示,一長為的經(jīng)繩,一端固定于點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為的小球,今 小球繞點(diǎn)在一鉛直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。若小球恰能通過最高點(diǎn),求其在任一角位置時(shí)的速率及繩的張力的大小。 解答小球在最高點(diǎn)時(shí)有 恰能通過最高點(diǎn)時(shí), 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),由列出小球在切向和法向的運(yùn)動(dòng)函數(shù)分

14、別為 置換變量,,且由角速度,可得 代入切向分量式,便成為 由題設(shè)條件時(shí),,在任一位置時(shí),速率為,對上式積分 則得 代入上述小琺運(yùn)動(dòng)的法向分量式,可求得輕繩的張力 2-29 如圖2-35所示,有一半徑為R的圓形擋板,固定在光滑的水平面上,一質(zhì)量為m的小滑塊貼著擋板內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),小滑塊與擋板內(nèi)側(cè)的摩擦系數(shù)為。設(shè)滑塊在某一時(shí)刻經(jīng)點(diǎn)A時(shí)的速率為,求此后t時(shí)刻物體的速率以及從A點(diǎn)開始所經(jīng)過的路程。 解答 小滑塊在水平面內(nèi)受切向摩擦力,使它作減速運(yùn)動(dòng),還受擋板對它的側(cè)向壓力,方向指向圓心,此力是迫使它作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。選用丟眼色坐標(biāo)系,分別列出法向和切向的運(yùn)動(dòng)函數(shù)。 式中,切向摩擦力,于是由上兩式得 分離并積分 解得 在時(shí)間t內(nèi)小滑塊經(jīng)過的路程為

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號(hào):ICP2024067431號(hào)-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號(hào)


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺(tái),本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!