大学物理(上)第二章运动定律与力学中的守恒定律习题答案

第二章 运动定律与力学中的守恒定律

2-1 如图所示,质量为的物体用平行于斜面的细线连接并置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为

题2-1图

2-2 一段路面水平的公路,转弯处轨道半径为,汽车轮胎与路面间的摩擦因数为,要使汽车不至于发生侧向打滑,汽车在该处的行使速率

决定

2-3对质点组有以下几种说法:

<1) 质点组总动量的改变与内力无关; <2) 质点组总动能的改变与内力无关;

<3) 质点组机械能的改变与保守内力无关。 下列对上述说法判断正确的是< C )

<1) 保守力作正功时,系统内相应的势能增加;

<2) 质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零;

<3) 作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的代数和必为零。

下列对上述说法判断正确的是< C )

2-5如图所示,子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块后而穿出。以地面为参考系,下列说法中正确的说法是< )

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度及速度的大小。

解:由于物体作直线运动,所以其加速度和速度均可当标量处理。由牛顿第二定律得

,将

,所以由

代入上式,得

的物体沿X轴无摩擦地运动,设)。求物体在力

时物体位于原点,速度

处的加速

的作用下运动到

,对上式两边取积分并代入初始条件,得

,解之得

将代入上式,得

2-7一辆汽车总质量成正比,比例系数解 由牛顿定律

kg,在速度为N·s求:

-1

m·s时开始刹车

-1

-1

),若阻力与时间

所以,2-8质量为时间? 解:

s时 ,初速度为

m·s

的物体,所受阻力为,求其运动至速度所需要的

2-9一滑块质量m=1kg,在力在解:

时m初,速度

m·s

-1

-1

N的作用下沿X轴作直线运动,在时质点

m·s,求质点任意时刻的速度和位置。

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解得

m

2-10在光滑水平面上固定了一个半径为

m

m·s

-1

的圆环,一个质量为的物体以初速度为

靠圆环内壁作圆周运动,物体与环壁的摩擦系数为解:以物体

作为研究对象。物体

和滑动摩擦力

除受到重力,如图所示。

,试求物体任一时刻的速率? ,水平面的支持力

外,还在水平面

受到环壁的正压力由于

在水平面内作减速圆周运动,存在切向加速度和法向加速度,所以可选择自

然坐标分量式表示牛顿方程。 根据题意,列出下列方程:

将式<2)和<3)代入式<1)得,将上式分离变量得

将上式变成积分形式,上式积分得

2-11一物体放置在水平面上,已知物体质量,与水平面之间的滑动摩擦系数

。要使物体

解:如图所示。物体

沿水平面匀速运动,试求这时拉力的最小值及拉力的方向。 受到的4个力:重力

、滑动摩擦力

、支持力

及拉力

,各

力方向如图所示。由于拉力的方向未知,因而假设拉力能吧拉力视作水平方向上的力,否则将不合题意。

选取直角坐标系

,坐标原点取在

的质心上,

与水平方向成角。在这里,不

轴水平向右,轴竖直向上。

根据题意,由牛顿方程得:

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