大學物理作業(yè)答案

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1、18大學物理作業(yè)答案第一章作業(yè)解答1-3一質點在平面上運動，運動方程為=3+5,=2+3-4.式中以s計，,以m計．(1)以時間為變量，寫出質點位置矢量的表示式；(2)求出=1s時刻和＝2s時刻的位置矢量，計算這1秒內質點的位移；(3)計算＝0s時刻到＝4s時刻內的平均速度；(4)求出質點速度矢量表示式，計算＝4s時質點的速度；(5)計算＝0s到＝4s內質點的平均加速度；(6)求出質點加速度矢量的表示式，計算＝4s時質點的加速度(請把位置矢量、位移、平均速度、瞬時速度、平均加速度、瞬時加速度都表示成直角坐標系中的矢量式)．解：（1）(2)將,代入上式即有(3)∵∴(4)則(5)∵(6)這說明

2、該點只有方向的加速度，且為恒量。1-5質點沿軸運動，其加速度和位置的關系為＝2+6，的單位為，的單位為m.質點在＝0處，速度為10,試求質點在任何坐標處的速度值．解：∵分離變量：18大學物理作業(yè)答案兩邊積分得由題知，時，,∴∴1-6已知一質點作直線運動，其加速度為＝4+3，開始運動時，＝5m，=0，求該質點在＝10s時的速度和位置．解：∵分離變量，得積分，得由題知，,,∴故又因為分離變量，積分得由題知,,∴故所以時1-7一質點沿半徑為1m的圓周運動，運動方程為=2+3，式中以弧度計，以秒計，求：(1)＝2s時，質點的切向和法向加速度；(2)當加速度的方向和半徑成45°角時，其角位移是多少?

3、解：(1)時，18大學物理作業(yè)答案(2)當加速度方向與半徑成角時，有即亦即則解得于是角位移為第二章作業(yè)解答2-9一質量為的質點在平面上運動，其位置矢量為求質點的動量及＝0到時間內質點所受的合力的沖量和質點動量的改變量．解:質點的動量為將和分別代入上式，得,,則動量的增量亦即質點所受外力的沖量為2-12設．(1)當一質點從原點運動到時，求所作的功．(2)如果質點到處時需0.6s，試求平均功率．(3)如果質點的質量為1kg，試求動能的變化．解:(1)由題知，為恒力，∴(2)(3)由動能定理，18大學物理作業(yè)答案2-26固定在一起的兩個同軸均勻圓柱體可繞其光滑的水平對稱軸轉動．設大小圓柱體的半徑

4、分別為和，質量分別為和．繞在兩柱體上的細繩分別與物體和相連，和則掛在圓柱體的兩側，如題2-26圖所示．設＝0.20m,＝0.10m，＝4kg，＝10kg，＝＝2kg，且開始時，離地均為＝2m．求：(1)柱體轉動時的角加速度；(2)兩側細繩的張力．解:設,和β分別為,和柱體的加速度及角加速度，方向如圖(如圖b)． 題2-26(a)圖題2-26(b)圖(1),和柱體的運動方程如下：①②③式中而由上式求得(2)由①式18大學物理作業(yè)答案由②式2-27計算題2-27圖所示系統(tǒng)中物體的加速度．設滑輪為質量均勻分布的圓柱體，其質量為，半徑為，在繩與輪緣的摩擦力作用下旋轉，忽略桌面與物體間的摩擦，設＝50

5、kg，＝200kg,M＝15kg,＝0.1m解:分別以,滑輪為研究對象，受力圖如圖(b)所示．對,運用牛頓定律，有①②對滑輪運用轉動定律，有③又，④聯(lián)立以上4個方程，得題2-27(a)圖題2-27(b)圖題2-28圖2-28如題2-28圖所示，一勻質細桿質量為，長為，可繞過一端的水平軸自由轉動，桿于水平位置由靜止開始擺下．求：(1)初始時刻的角加速度；(2)桿轉過角時的角速度.解:(1)由轉動定律，有18大學物理作業(yè)答案∴(2)由機械能守恒定律，有∴第四章作業(yè)解答4-3如題4-3圖所示，物體的質量為，放在光滑斜面上，斜面與水平面的夾角為，彈簧的倔強系數(shù)為，滑輪的轉動慣量為，半徑為．先把物體托住

6、，使彈簧維持原長，然后由靜止釋放，試證明物體作簡諧振動，并求振動周期．題4-3圖解：分別以物體和滑輪為對象，其受力如題4-3圖(b)所示，以重物在斜面上靜平衡時位置為坐標原點，沿斜面向下為軸正向，則當重物偏離原點的坐標為時，有①②③式中，為靜平衡時彈簧之伸長量，聯(lián)立以上三式，有令則有故知該系統(tǒng)是作簡諧振動，其振動周期為18大學物理作業(yè)答案4-4質量為的小球與輕彈簧組成的系統(tǒng)，按的規(guī)律作諧振動，求：(1)振動的周期、振幅和初位相及速度與加速度的最大值；(2)最大的回復力、振動能量、平均動能和平均勢能，在哪些位置上動能與勢能相等?(3)與兩個時刻的位相差；解：(1)設諧振動的標準方程為，則知：又(

7、2)當時，有，即∴(3)4-5一個沿軸作簡諧振動的彈簧振子，振幅為，周期為，其振動方程用余弦函數(shù)表示．如果時質點的狀態(tài)分別是：(1)；(2)過平衡位置向正向運動；(3)過處向負向運動；(4)過處向正向運動．試求出相應的初位相，并寫出振動方程．解：因為將以上初值條件代入上式，使兩式同時成立之值即為該條件下的初位相．故有18大學物理作業(yè)答案4-6一質量為的物體作諧振動，振幅為，周期為，當時位移為．求：