大学物理力学第四章习题答案

① 大学物理学练习题

大学物理学(上)练习题
第一章 质点运动学
1．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为 瞬时速率为v，平均速率为 平均速度为 ，它们之间必定有如下关系:
(A) .
(C) 。
2．一质点的运动方程为x=6t-t2(SI)，则在t由0到4s的时间间隔内，质点位移的大小为 ，在t由0到4s的时间间隔内质点走过的路程为 。
3．有一质点沿x轴作直线运动，t时刻的坐标为 （SI）。试求：
（1）第2秒内的平均速度；（2）第2秒末的瞬时速度；（3）第2秒内的路程。
4．灯距地面高度为h1，一个人身高为h2，在灯下以匀速率v沿
水平直线行走，如图所示，则他的头顶在地上的影子M点沿地面
移动的速度vM= 。

5．质点作曲线运动， 表示位置矢量，S表示路程，at表示切向加速度，下列表达式中，
（1） （2） （3） （4）
（A）只有（1）、（4）是对的 （B）只有（2）、（4）是对的
（C）只有（2）是对的 （D）只有（3）是对的 [ ]

6．对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的。
（A）切向加速度必不为零 （B）法向加速度必不为零（拐点处除外）。
（C）由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零。
（D）若物体作匀速率运动，其总加速度必为零。
（E）若物体的加速度 为恒矢量，它一定作匀变速率运动。 [ ]
7．在半径为R的圆周上运动的质点，其速率与时间关系为v=ct2（c为常数），则从t=0到t时刻质点走过的路程S（t）= ；t时刻质点的切向加速度at= ；t时刻质点的法向加速度an= 。
参考答案
1．(B) 2．8m，10m 3．(1) (2) (3)
4． 5．(D) 6．(B) 7．

第二章 牛顿运动定律

1.有一质量为M的质点沿X轴正方向运动，假设该质点通过坐标为x处时的速度为kx（k为正常数），则此时作用于该质点上的力F＝______，该质点从x＝x0点出发运动到x＝x1 处所经历的时间t＝_____。
2.质量为m的子弹以速度v0水平射入沙土中。设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为k，忽略子弹的重力。求：
（1） 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式；
（2） 子弹进入沙土的最大深度。
3.质量为m的小球在向心力作用下，在水平面内作半径为R、速率为v的匀速率圆周运动，如图所示。小球自A点逆时针运动到B点的半圆内，动量的增量应为
（A） （B）
（C） （D） [ ]

4.水流流过一个固定的涡轮叶片，如图所示。水流流过叶片曲面前后的速率都等于v，每单位时间流向叶片的水的质量保持不变且等于Q，则水作用于叶片的力的大小为 ，方向为 。

5.设作用在质量为1kg的物体上的力F=6t+3（SI）。如果物体在这一力作用下，由静止开始沿直线运动，在0到2.0s的时间间隔内，这个力作用在物体上的冲量的大小I= 。

6.有一倔强系数为k的轻弹簧，原长为l0，将它吊在天花板上。当它下端挂一托盘平衡时，其长度变为l1，。然后在托盘中放一重物，弹簧长度变为l2，则由l1伸长至l2的过程中，弹性力所作的功为
（A） （B） （C） （D） [ ]
7.一质点受力 （SI）作用，沿X轴正方向运动。从x=0到x=2m过程中，力 作功为（A）8J （B）12J （C）16J （D）24J 〔 〕
8.一人从10m深的井中提水。起始时桶中装有10kg的水，桶的质量为1kg，由于水桶漏水，每升高1m要漏去0.2kg的水。求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功。

9.如图所示，有一在坐标平面内作圆周运动的质点受一力 的作用。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
（A） （B）
（C） （D） 〔 〕

10.在光滑的水平桌面上，平放着如图所示的固定半圆形屏障，质量为m的滑块以初速度v0沿切线方向进入屏障内，滑块与屏障间的摩擦系数为，试证明当滑块从屏障另一端滑出时，摩擦力所作的功为 .

11.一个力F作用在质量为1.0kg的质点上，使之沿X轴运动。已知在此力作用下质点的运动方程为 （SI）。在0到4s的时间间隔内：（1）力F的冲量大小I= ；（2）力F对质点所作的功W= 。
12.质量m=2kg的质点在力 （SI）作用下，从静止出发沿X轴正向作直线运动，求前三秒内该力所作的功。
13.以下几种说法中，正确的是
（A）质点所受冲量越大，动量就越大；
（B）作用力的冲量与反作用力的冲量等值反向；
（C）作用力的功与反作用力的功等值反号；
（D）物体的动量改变，物体的动能必改变。 〔 〕

参考答案
1. 2. , 3. (B)
4. 5. 6.（C） 7.（A） 8.
9. (B) 10. (略) 11. 16N.s ； 176J 12. 13.（B）

第三章 运动的守恒定律

1.某弹簧不遵守胡克定律，若施力F，则相应伸长为x，力与伸长的关系为F=52.8x+38.4x2 (SI)。求：
（1）将弹簧从定长x1=0.50m拉伸到定长x2=1.00m时，外力所需做的功；
（2）将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg的物体，然后将弹簧拉伸到一定长x2=1.00m，再将物体由静止释放，求当弹簧回到x1=0.50m时，物体的速率；
（3）此弹簧的弹力是保守力吗？

2.二质点的质量各为m1，m2。当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所作的功为 。

3.一陨石从距地面高h处由静止开始落向地面，忽略空气阻力。求：
（1） 陨石下落过程中，万有引力的功是多少？
（2） 陨石落地的速度多大？
4.关于机械能守恒条件和动量守恒条件以下几种说法正确的是
（A）不受外力的系统，其动量和机械能必然同时守恒；
（B）所受合外力为零，内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒；
（C）不受外力，内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒；
（D）外力对一个系统作的功为零，则该系统的动量和机械能必然同时守恒。[ ]
5.已知地球的质量为m，太阳的质量为M，地心与日心的距离为R，引力常数为G，则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为 〔 〕
（A） （B） （C） （D）
6.如图所示，X轴沿水平方向，Y轴沿竖直向下，在t=0时刻将质量为m的质点由a处静止释放，让它自由下落，则在任意时刻t，质点所受的对原点O的力矩 = ；在任意时刻t，质点对原点O的角动量 = 。
7.一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动，该曲线在直角坐标系下的运动方程为 ，其中a、b、皆为常数，则此质点所受的对原点的力矩 ＝_____________； 该质点对原点的角动量 ____________。

8.在一光滑水平面上，有一轻弹簧，一端固定，一端连接一质量m=1kg的滑块，如图所示。弹簧自然长度l0=0.2m，倔强系数k=100N.m-1。设t=0时，弹簧长度为l0，滑块速度v0=5ms-1，方向与弹簧垂直。在某一时刻，弹簧位于与初始位置垂直的位置，长度l=0.5m。求该时刻滑块速度 的大小和方向。

参考答案
1.（1） （2） （3）是 2.
3.（1） （2） 4.（C） 5.（A）
6. 7. 0；
8. ， 方向与弹簧长度方向之间的夹角 .

第四章 刚体的定轴转动

1．有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：
（1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；
（2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零；
（3）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；
（4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零。
在上述说法中，
（A）只有(1)是正确的。 （B）(1)、(2)正确，(3)、(4)错误。
（C）(1)、(2)、(3)都正确，(4)错误。 （D）(1)、(2)、(3)、(4)都正确。 [ ]
2．关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是
(A)只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关。
(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关。
(C)取决于刚体的质量、质量的空间分布与轴的位置。
(D)只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关。 [ ]
3．一长为l、质量可以忽略的直杆，两端分别固定有质量为2m和m的小球，杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动。开始杆与水平方向成某一角度，处于静止状态，如图所示，释放后，杆绕O轴转动，则当杆转到水平位置时，该系统所受到的合外力矩的大小M=________，此时该系统角加速度的大小=________。
4．将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，如果在绳端挂一质量为m的重物时，飞轮的角加速度为 。如果以拉力2mg代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将
（A）小于 （B）大于 ，小于2
（C）大于2 （D）等于2 [ ]

5．为求一半径R=50cm的飞轮对于通过其中心且与盘面垂直的固定转轴的转动惯量，在飞轮上绕以细绳，绳末端悬一质量m1=8kg的重锤，让重锤从高2m处由静止落下，测得下落时间t1=16s，再用另一质量为m2为4kg的重锤做同样测量，测得下落时间t2=25s。假定摩擦力矩是一常数，求飞轮的转动惯量。
6．一转动惯量为J的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为 。设它所受的阻力矩与转动角速度成正比，即 （k为正的常数），求圆盘的角速度从 变为 时所需的时间。
7．一定滑轮半径为0.1m。相对中心轴的转动惯量为10-3kgm2。一变力F= 0.5t（SI）沿切线方向作用在滑轮的边缘上。如果滑轮最初处于静止状态，忽略轴承的摩擦。试求它在1s末的角速度。
8．刚体角动量守恒的充分而必要的条件是
(A)刚体不受外力矩的作用。
(B)刚体所受合外力矩为零。
(C)刚体所受合外力和合外力矩均为零。
(D)刚体的转动惯量和角速度均保持不变。 [ ]
9．如图所示，一圆盘绕垂直于盘面的水平轴O转动时，两颗质量相同、速度大小相同而方向相反并在一条直线上的子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度将
(A) 变大 (B) 不变 (C) 变小 (D) 不能确定 [ ]
10．一飞轮以角速度 绕轴旋转，飞轮对轴的转动惯量为 ；另一静止飞轮突然被啮合到同一轴上，该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍。啮合后整个系统的角速度 _______________。

11．如图所示，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平固定光滑轴O转动。今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中，则在此击中过程中，木球、子弹、细棒系统的________________________守恒，原因是_________________。在木球被击中后棒和球升高的过程中，木球、子弹、细棒、地球系统的_________________________守恒。

12．如图所示，一长为l、质量为M的均匀细棒自由悬挂于通过其上端的水平光滑轴O上，棒对轴的转动惯量为 。现有一质量为m的子弹以水平速度 射向棒 上距O轴 处，并以 的速度穿出细棒，则此后棒的最大偏转角为___________。
13．一质量为M＝15 kg、半径为R＝0.30 m的圆柱体，可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动 (转动惯量 )。现以一不能伸长的轻绳绕于柱面，绳与柱面无相对滑动，在绳的下端悬一质量m＝8.0 kg的物体。不计圆柱体与轴之间的摩擦。
(1) 画出示力图；
（2）物体自静止下落，5 s 内下降的距离；
(3) 绳中的张力。
14. 如图所示，一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的
绳子相连，绳子的质量可以忽略，它与定滑轮之间无相对滑动．假设定滑
轮质量为M、半径为R，其转动惯量为 ，滑轮轴光滑。试求该物体
由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系。

参考答案

1．（B） 2．（C） 3．mgl/2，2g/(3l ) 4．（C） 5． 6． 7． 8．（B） 9．（C） 10．
11． 略 12．
13．
解：（1）示力图
＝0.675 kg•m2
mg – T = ma
TR = J
a = R 
解得 ＝5.06 m/s2
(2) 下落距离h＝ a t2 / 2 ＝ 63.3 m
(3) 张力 T ＝m(g - a)＝ 37.9 N

14.
解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程：
对物体： mg – T ＝ ma ①
对滑轮： TR ＝ J β ②
运动学关系：a ＝ Rβ ③
解方程①、②、③，得 a＝ mg／(m + M / 2 )
∵ v0 ＝ 0
∴ v = a t = mg t／( m + M / 2 )

② 大学物理学的高教版2

书名:面向21世纪课程教材：大学物理学(第2版)
ISBN:704011840
作者:卢德馨
出版社:高等教育出版社
定价:38.9
页数:584
出版日期:2004-5-1
版次:1
开本:16
包装:平装
内容摘要
简介:本书是面向21世纪课程教材，是在原第一版的基础上修订而成的。本书是作者多年教改的成果，与国内同类教材相比，本书在内容、体系上均有较大创新。本书内容包括：绪论，运动学，质点动力学，引力，质点系动力学，刚体动力学，振动，波，相对论力学，温度，热力学第一定律，热力学第二定律，理想气体的微观模型，相变，静电场，导体和电介质，磁场，电磁感应，物质的磁性，麦克斯韦方程组，电磁波，能量量子化，物质的波动性质，薛定谔方程，原子，分子和团簇，费米统计和玻色统计，凝聚态物质，核物理，轻子和夸克，天体物理，物理宇宙学。本书可作为理科各专业大学物理课程的教材，也可供其他专业和社会读者阅读。 第一章 绪论
§1.1 什么是物理学
§1.2 物理量
§1.3 物理学中的近似
§1.4 矢量
§1.5 正交坐标系
习题
参考文献
第一部分 力
学
第二章 运动学
§2.1 物体的运动和运动的物体
§2.2 平动
§2.3 转动
§2.4 振动
§2.5 相平面和相空间
§2.6 伽利略变换
*§2.7科里奥利加速度
习题
参考文献
第三章 质点动力学
§3.1 惯性定律和惯性系
§3.2牛顿第二定律和第三定律
§3.3 力
§3.4 非惯性系和惯性力
§3.5 动量和角动量
§3.6 机械功和机械能
习题
参考文献
第四章 引力
§4.1 引力定律
§4.2 引力势能
§4.3 引力质量 引力红移 引力塌缩
§4.4开普勒问题和散射
§4.5 引力场
习题
参考文献
第五章 质点系动力学
§5.1 质心和质心系
§5.2 变质量系
§5.3 碰撞
§5.4 流体运动
§5.5 对称性和守恒律
习题
参考文献
第六章 刚体动力学
§6.1 转动惯量
§6.2 转动动力学
§6.3 角动量的进动
§6.4 刚体的平衡和稳定性
习题
参考文献
第七章 振动
§7.1 简谐振动
§7.2 耦合振动
§7.3 阻尼振动
*§7.4 非线性振动
§7.5 受迫阻尼振动
习题
参考文献
第八章 波
§8.1 波及其分类
§8.2 波动方程
§8.3 简谐波及其叠加
§8.4 干涉和衍射
*§8.5 色散和波包
§8.6 多普勒效应
*§8.7 孤立波
习题
参考文献
第九章 相对论力学
§9.1 伽利略变换
§9.2 洛伦兹变换
*§9.3 空时图和孪生子佯谬
§9.4相对论运动学
§9.5相对论动力学
习题
参考文献
第二部分 热 物 理
第十章 温度
§10.1 平衡态
§10.2 热平衡和温度
§10.3 经验温标
§10.4 物态方程
习题
参考文献
第十一章热力学第一定律
§11.1 功和内能
§11.2 热和热力学第一定律
§11.3 热容和比热容
§11.4 气体的自由膨胀和内能
§11.5 绝热方程
§11.6 卡诺循环
习题
参考文献
第十二章热力学第二定律
§12.1热力学第二定律
§12.2卡诺定理热力学温标
§12.3 熵和熵原理
§12.4 热力学势
*§12.5相对论热力学
*§12.6 黑洞热力学
习题
参考文献
第十三章 理想气体的微观模型
§13.1 理想气体
§13.2 平衡分布
*§13.3能量均分定理
§13.4 泻流
§13.5 输运现象
习题
参考文献
第十四章 相变
§14.1范德瓦耳斯方程
§14.2 相和相图
§14.3克拉珀龙方程
§14.4 高级相变
*§14.5 现代相变理论中的一些概念
习题
参考文献
第三部分 电 磁 学
第十五章 静电场
§15.1 电荷和库仑定律
§15.2 静电场
§15.3 高斯定律
§15.4 电势
§15.5 电势能
习题
参考文献
第十六章 导体和电介质
§16.1 静电场中的均匀导体
§16.2 电容
§16.3 电导率和欧姆定律
§16.4 电介质
§16.5 电矢量
习题
参考文献
第十七章磁场
§17.1磁场
§17.2 磁高斯定律和安培环路定律
§17.3 磁力
§17.4 霍尔效应
习题
参考文献
第十八章 电磁感应
§18.1 法拉第电磁感应定律
§18.2 动生电动势
§18.3 电感
§18.4 E 和B 的相对性
习题
参考文献
第十九章 物质的磁性
§19.1 微观粒子的磁偶极矩
§19.2 磁矢量
§19.3 宏观物体的磁性
*§19.4 地球的磁性
习题
参考文献
第二十章麦克斯韦方程组
§20.1 准方程和磁单极子
§20.2 位移电流和感应磁场
*§20.3麦克斯韦方程组的微分形式
§20.4 能流和场动量密度
习题
参考文献
第二十一章 电磁波
§21.1 波动方程
§21.2 行波
§21.3 辐射
§21.4 晶体衍射
§21.5 驻波和态密度
习题
参考文献
第四部分 近代物理基础
第二十二章 能量量子化
§22.1 黑体辐射
§22.2 光电效应
§22.3 康普顿效应
§22.4 线状谱 原子中的能量量子化
习题
参考文献
第二十三章 物质的波动性质
§23.1 物质波
§23.2 戴维孙-革末实验
§23.3 电子双缝实验
§23.4 不确定关系
习题
参考文献
第二十四章 薛定谔方程
§24.1 波函数
§24.2 薛定谔方程
§24.3 一维势阱
§24.4 势垒
§24.5 简谐振子
习题
参考文献
第二十五章 原子
§25.1 氢原子
§25.2 能级和跃迁
§25.3 概率密度
§25.4
轨道角动量和自旋
§25.5 多电子原子
§25.6 激光
§25.7 X射线
习题
参考文献
第二十六章 分子和团簇
§26.1 原子轨道
§26.2 分子轨道
§26.3 离子键
§26.4 分子振动和转动
§26.5 生物大分子
§26.6 团簇
习题
参考文献
第二十七章费米统计和玻色统计
§27.1费米子和玻色子
§27.2费米-狄拉克分布
§27.3 玻色-爱因斯坦分布 光子气
§27.4玻色-爱因斯坦凝聚
§27.5 固体的热容
习题
参考文献
第二十八章 凝聚态物质
§28.1 凝聚态物质中的空间序
§28.2豪斯多夫维数和分形
§28.3 晶体中的键
§28.4 金属自由电子模型
§28.5 能带
习题
参考文献
第二十九章 核物理
§29.1 原子核
§29.2 核力和核模型
§29.3 放射性衰变
*§29.4穆斯堡尔效应
§29.5 裂变和聚变
习题
参考文献
第三十章 轻子和夸克
§30.1 粒子及其分类
§30.2 相互作用
§30.3 守恒定律
§30.4 夸克
§30.5 CPT 定理
习题
参考文献
第三十一章 天体物理
§31.1 星体演化和结构
§31.2 白矮星
§31.3 中子星和脉冲星
§31.4 类星体
§31.5黑洞和原始黑洞
习题
参考文献
第三十二章 物理宇宙学
§32.1 基本事实和宇宙学原理
§32.2 基本概念
§32.3 弯曲时空和度规
§32.4 引力场方程
§32.5 标准宇宙模型的动力学
§32.6 宇宙学的进展
习题
参考文献
附
录
A 常用物理常量
B 单摆和雅可比椭圆函数
C 临界阻尼和过阻尼
D 傅里叶级数与频谱
E 关于波包的积分结果
F 太阳系中的行星
G高斯积分和?函数
H 算符
I 狄拉克函数
J黎曼函数
K 波函数
L 电磁场的相对论变换
奇数问题参考答案
索

③ 三四题求大神指点 不胜感激（大学物理力学）

只会第四题
分两个方向，功是标量，可以分开算。
x:12*3=36
y:(-3)*8=-24
恒力的总功是12
另一恒力做功24-12=12焦耳

④ 大学物理学第四版课后习题答案(赵近芳)上册

望采纳：超全赵近芳版《大学物理学上册》课后答案第三版,含思维地图

⑤ 高等教育出版社《大学物理学》课后习题答案马文蔚主编

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阿尔法
Alpha

⑥ 谁有大学物理力学电磁学第三版B版，张三慧编的，课后习题答案

大学物理力学

⑦ 大学物理力学题目(非物理专业)

设人相对于地面的加速度（以竖直向上为正）是a'
人受到绳子的拉力是m*(g+a')
定滑轮，物体受到的拉力=m*(g+a')，合力=M*g-m*(g+a') 向下
物体相对于地面的加速度=[M*g-m*(g+a')]/M=(g-a')/2 向下
人手中的绳子相对于地面的加速度=(g-a')/2 向上
人相对于绳子的加速度=a'-(g-a')/2=(3a'-g)/2=a0 向上
a'=(2a0+g)/3
答案为A

⑧ 大学物理学各章习题答案(北京邮电大学出版社)，

http://www.kj008.com/web2/mj06b17126.html

看看行不行
不行我上北邮网站上回当去答

⑨ 求助大学物理力学经典题目

由(a)图，a2=FN1'.sinθ/m2=m1.g.sinθ/m2

由右上图，m1处于非惯性坐标系(m2)中，欲求相对加速度速度a12，需加一个假象惯性力a2.m1，之后用牛顿定律：

a12=(m1.g.sinθ+m1.a2.cosθ)/m1

=(m1.g.sinθ+m1(m1.g.sinθ/m2)cosθ)/m1

=g.sinθ+m1.g.sinθcosθ/m2

=g.sinθ+m1.g.sin2θ/(2m2)

由(b)图，用余弦定理求m1的绝对加速度a1 ：

a1^2=a2^2+a12^2-2.a2.a12.cosθ