大学物理课后习题完整答案.docVIP

P.30 1—1 一质点在平面上运动，运动方程为 （1）以时间为变量，写出质点位置矢量的表示式； （2）计算第1秒内质点的位移； （3）计算 时刻到 时刻内的平均速度； （4）求出质点速度矢量表示式，计算 时质点的速度； （5）计算 到 内质点的平均加速度； （6）求出质点加速度矢量的表示式，计算 是质点的加速度。 （位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式） 解：(1) 质点t时刻位矢为：(m) (2) 第一秒内位移 (3) 前4秒内平均速度 (4) 速度 ∴ (5) 前4秒平均加速度 (6) 加速度 P.31 1—2 质点沿直线运动，速度，如果当时t=2 s时，x=4 m,求：t=3 s时质点的位置、速度和加速度。 解： 当t=2时x=4代入求证 c=－12 即 将t=3s代入证 P．31 1—9 一个半径R=1.0 m的圆盘，可依绕一个水平轴自由转动，一根轻绳子饶在盘子的边缘，其自由端拴一物体。在重力作用下，物体A从静止开始均匀加速的下滑，在t=2.0 s内下降的距离h=0.4 m。求物体开始下降后3s 末，轮边缘上任一点的切向加速度与法向加速度。 解：物体A下降的加速度(如图所示)为 此加速度也等于轮缘上一点在时的切向加速度，即 在时的法向加速度为 P. 32 1—10 一电梯以的加速度下降，其中以乘客在电梯开始下降后时用手在离电梯底板高处释放以小球，求此小球落到底板上所需的时间和它对地面下降的距离。 ,,.如图所示，相对南面，小球开始下落时，它和电梯的速度为 以t表示此后小球落至底板所需时间，则在这段时间内，小球下落的距离为 电梯下降的距离为 又 由此得 而小球相对地面下落的距离为 P.32 1—12 一架飞机从A地向北飞到B处，然后又向南飞回到A处，已知飞机相对空气的速率为，空气相对于地面的速度为，AB间的距离为,飞机相对空气速度保持不变，求： （1）如果空气静止，飞机飞来回飞行的时间； （2）如果空气的速度方向由南向北，飞机来回飞行的时间； （3）如果空气的速度方向是由东向南，试证飞机来回飞行的时间。 解：(1) (2) (3) ,如图所示风速u由东向西，由速度合成可得飞机对地速度,则. 证毕 P．51 例 2—8 平静的河面上，以平底小船长为= 11m, 质量M=500kg，以 =2 m匀速率直线航行，船内一人逆航行方向从船头经 t=4 s 到达船尾，人的质量 m = 50 kg，忽略水对船的阻力。 求： （1）若人以任意速率相对船运动，他到达船尾时船的航行速率 ；（2）在t 时间内船的航行路程 s ；（3）如果人以变速率跑动，仍是在 t = 4 s 内到达船尾，上诉计算结果又如何？ 解：（1）以船和人为研究系统，去地面为参考系， x 正方向为航行方向，如图所示。由于水平方向系统不受外力，故沿航行方向系统动量守恒。人静止站立在船头时系统的动量为，设人以匀速率相对行走，由题意知，当人到达船尾时系统的动量为，由动量守恒定律可得 解得 （2）由于人逆航行方向行走时，船以匀速率前进，故船在t时间内的航行路程为 （3）当人在船上以变速率逆航行方向行走，经t时间到达船尾时，由前面的解得到此时船速为 该式中为人相对于船的速率，故船速为变速，视瞬时速率而定。 在t时间内船相对地面航行的路程为 P.75 2—12 均匀柔软链条，质量为，长为，一部分放在桌面上，一部分（长为）从桌面边缘下垂，链条与桌面间的摩擦系数为，问：（1）下垂长度多大时，链条才能下滑；（2）当链条以（1）所求得的下垂长度从静止开始下滑，在链条末端离开桌面时，它的速率是多大？ 解：（1）设链条的质量线密度为，链条开始下滑时，其下垂直度为，应满足的条件是其下垂部分的重力等于或大于其在桌面部分的摩擦力，即： （