清华大学《大学物理》习题库试题及答案 - - 01 - 力学习题 下载本文

2328.0261: 4t?3t; 12t?6t

?b?ct?29.0262: ?c; 10.0264: 69.8m/s

R

c2t413ct311.0509: ; 2ct; R

12.0592: x??y?3?

213.0597: 6.32m/s; 8.25m/s

14.0599:15.0271:16.0688:17.0691:18.0043:19.5390:20.0351:21.0055:22.0060:23.0062:24.0068:25.0184:26.0371:27.0374:28.0708:29.0710:30.0711: 31.0719:32.5016:33.5258:34.5630:35.0404:v20cos2?0g

t2Ssin?1??t22?t21?t22?t?2??cos?1??t1?2?t1; ? 或 ??t?2??

v221?v2?2v1v2cosα 或

v2?v212?2v1v2cosα 17.3m/s; 20m/s f0 g/μs

glmg/cos?;

sin?cos? 1(1?2)mgymv0; 20

2mv ; 指向正西南或南偏西45° F?t1F?t1F?m?t11?m2; m1?m2m2 垂直地面向上; mgt 18N?s 0.003s; 0.6N?s; 2g 0; 2?mg/?; 2?mg/?

0.89 m/s

356?N?s; 160N?s

i?5?j v0

qv; 竖直向下

mv0; 竖直向下

m1m1?m2

mGMR

?122?r12?mr1?1??12???r2? 36.0667: 21237.0712: 5.26?10m 38.0724: m?ab; 0 39.0082: ?F0R

1??12GMmGMm?????3RR? 或 3R 40.0100:

41.0732: 290J

?11??Gm1m2????ab? 42.0735:

43.0745: =0; ?0

m2g2

44.5021: 2k

r?rr?rGMm21GMm12r1r2; r1r2 45.0072:

2?F??mg?k46.0093:

247.0644:

48.0733: 12J

kk?mr; 2r

1mgl5049.0744:

三、计算题

1.0004:解:设质点在x处的速度为v,

a?vdvdvdx???2?6x2 dtdxdt-------------------2分

x2?vdv???2?6x?dx00-------------------2分

v?2x?x?Kv?m?3?12 -------------------1分

2.0037:解:(1) 子弹进入沙土后受力为-Kv,由牛顿定律:

dvdt-------------------3分

Kdv?dt?,mv∴ Kdv??dt??mv-------------------1分 0v0tv?Kt/m∴ v?v0e-------------------1分 (2) 求最大深度

解法一:

v?dx?Kt/mdt-------------------2分 dt?dx?v0ext?0dx?v0e?Kt/mdt0??Kt/m)-----------------2分 ; ∴ x?(m/K)v0(1?exmax?mv0/K-------------------1分

解法二:

xmax?Kv?m0dvdvdxdvm?dx??dv?m()()?mvK-----------3分 dtdxdtdx?dx???0mdvKv0,∴ xmax?mv0/K -------------------2分

23.0354:解:匀速运动时,mg?kv0 ①-------------------1分

2加速运动时, mg?kv?ma ②-------------------2分 2a?(mg?kv)/m ③ 由②

2k?mg/v0由① ④

2a?g[1?(v/v)]?3.53m/s2-------------------2分 0将④代入③得

4.0028:解:设弹簧原长为l,劲度系数为k,由于是弹性力提供了质点作圆周运动的向心力,故有:?m r2= k ( r – l) -------------------2分

其中r为滑块作圆周运动的半径,m为滑块的质量。由题设,有:r =f l--------------1分

2因而有 mfl??kl(f?1)

又由已知条件,有:mf0l?0?kl(f0?1)-------------------1分

2f?2f?1?2f0?1-------------------1分 整理后得ω与f的函数关系为:f?05.0044:解:(1) t时刻物体受力如图所示,在法向:

T?mgcos??mv/R-------------------1分

22T?(mv/R)?mgcos? ∴

在切向: mgsin??mat-------------------1分

m T ???R O v ??P?mg ∴ at?gsin?-------------------画受力图1分

(2) at?gsin?,它的数值随?的增加按正弦函数变化。(规定物体由顶点开始转一周又回到顶点,相应?角由0连续增加到2?)------------------1分

??a????0时,at > 0,表示t与v同向; ?? y a2?????时,a < 0,表示t与v反向--------------------1分

t

6.0730:解:建坐标如图。设球A、B的质量分别为mA、mB。

由动量守恒定律可得:

x方向:mBv?mAvAcos? ①----------------2分

A v A B vA x ??v/2 y分向: mAvAsin??mBv/2?0 ②----------2分 B 联立解出:? =26°34'---------------1分

7.0769:解:子弹射入A未进入B以前,A、B共同作加速运动。

F=(mA+mB)a, a=F/(mA+mB)=600 m/s2---------------------2分

B受到A的作用力: N=mBa=1.8×103N 方向向右---------------------2分

A在时间t内作匀加速运动,t秒末的速度vA=at。当子弹射入B时,B将加速而A则以vA

的速度继续向右作匀速直线运动。

vA=at=6 m/s------------------------------2分

取A、B和子弹组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒,子弹留在B中后有--------------------------------------1分

mv0?mAvA?(m?mB)vB--------2分;

vB?mv0?mAvA?22m/sm?mB--------------1分

8.5009:解:因第一块爆炸后落在其正下方的地面上,说明它的速度方向是沿竖直方向的。

利用

竖直向下。取y轴正向向上, 有v1y=-14.7 m/s-----------------2分

h?v1t??12gt?2, 式中t?为第一块在爆炸后落到地面的时间。 可解得v1=14.7 m/s,

12gt设炮弹到最高点时(vy=0),经历的时间为t,则有:S1 = vx t ①;h=2 ②

由①、②得:t=2 s , vx =500 m/s ------------------------------2分

?v以2表示爆炸后第二块的速度,则爆炸时的动量守恒关系如图所示。

111mv2x?mvxmv2y?mv1y?mvy?022 ③; 2 ④

解出: v2x =2vx =1000 m/s, v2y =-v1y =14.7 m/s ------------------------------3分

12gt2再由斜抛公式 x2= S1 +v2x t2 ⑤; y2=h+v2y t2-2 ⑥

落地时 y2 =0,可得: t2 =4 s , t2=-1 s(舍去)

故 x2=5000 m---------------------------------------------------3分

9.0416:解:由x=ct3可求物体的速度:

224v?2dx?3ct2dt------------------------1分

3物体受到的阻力大小为: f?kv?9kct?9kcx3------------------------------2分

274?27kc3l324lW??dW?0?9kc3x3dx7力对物体所作的功为:==----------------2分

???10.0422:解:(1)位矢: r?acos?ti?bsin?tj (SI)

可写为: x?acos?t , y?bsin?t

dxdy??aωsinωtvy???bωcosωtdtdt则: ,

在A点(a,0) ,cos?t?1,sin?t?0,

vx?11122mvx?mvy?mb2ω2222--------------------------2分

在B点(0,b) ,cos?t?0,sin?t?1

EKA?11122mvx?mvy?ma2ω2222--------------------------2分

?????22F?mai?maj?ma?cos?ti?mb?sin?tj------------------------2分 xy=(2)

01002222?m?xdx?ma?Wx??Fxdx???m?acos?tdx?aaa2由A→B,=--------------2分

EKB?