新编物理基础?/p>
(
上、下?/p>
)
课后习题详细答案
王少杰,顾牡主编
第一?/p>
1
-
1.
质点运动学方程为?/p>
cos(
)
sin(
)
,
r
a
t
i
a
t
j
btk
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
r
r
其中
a
?/p>
b
?/p>
?/p>
均为正常数,求质
点速度和加速度与时间的关系式?/p>
分析:由速度、加速度的定义,将运动方?/p>
(
)
r
t
r
对时?/p>
t
求一阶导数和二阶导数,可得到速度
和加速度的表达式?/p>
解:
/
sin(
)
cos(
)
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
r
r
r
v
dr
dt
a
t
i
a
t
j
bk
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
2
/
cos(
)
sin(
)
a
dv
dt
a
t
i
t
j
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
r
r
1
-
2.
一艘正在沿直线行驶的电艇,
在发动机关闭后,
其加速度方向与速度方向相反?/p>
大小与?/p>
度平方成正比?/p>
?/p>
2
/d
d
v
v
K
t
?/p>
?/p>
?/p>
式中
K
为常量.
试证明电艇在关闭发动机后又行?/p>
x
距离
时的速度?/p>
0
Kx
v
v
e
?/p>
?/p>
?/p>
其中
0
v
是发动机关闭时的速度?/p>
分析:要?/p>
(
)
v
v
x
?/p>
可通过积分变量替换
dx
dv
v
dt
dv
a
?/p>
?/p>
,积分即可求得?/p>
证:
2
d
d
d
d
d
d
d
d
v
x
v
v
t
x
x
v
t
v
K
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
d
Kdx
v
?/p>
?/p>
v
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
x
x
K
0
d
d
1
0
v
v
v
v
,
Kx
?/p>
?/p>
0
ln
v
v
0
Kx
v
v
e
?/p>
?/p>
1-3
.一质点?/p>
xOy
平面运动,运动函数为
2
2
,
4
8
x
t
y
t
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
1
)求质点的轨道方程并画出
轨道曲线?/p>
?/p>
2
)求
t
=
1
s
t
=
2 s
?/p>
时质点的位置、速度和加速度?/p>
分析:将运动方程
x
?/p>
y
的两个分量式消去参数
t
,便可得到质点的轨道方程。写出质点的?
动学方程
)
(
t
r
?
表达式。对运动学方程求一阶导、二阶导?/p>
(
)
v
t
r
?/p>
(
)
a
t
r
,把时间代入可得某时?
质点的位置、速度、加速度?/p>
解:
?/p>
1
)由
2
,
x
t
?/p>
得:
,
2
x
t
?/p>
代入
2
4
8
y
t
?/p>
?/p>
可得?/p>
2
8
y
x
?/p>
?/p>
,即轨道曲线?/p>
画图?/p>
?/p>
2
)质点的位置可表示为?/p>
2
2
(4
8)
r
ti
t
j
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
r
?/p>
/
v
dr
dt
?/p>
r
r
则速度?/p>
2
8
v
i
tj
?/p>
?/p>
r
r
r
?/p>
/
a
dv
dt
?/p>
r
r
则加速度?/p>
8
a
j
?/p>
r
r
则:?/p>
t=1s
时,?/p>
2
4
,
2
8
,
8
r
i
j
v
i
j
a
j
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
r
r
r
r
r
r
?/p>
t=2s
时,?
4
8
,
2
16
,
8
r
i
j
v
i
j
a
j
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
r
r
r
r
r
r
1-4
.一质点的运动学方程?/p>
2
2
(
1)
x
t
y
t
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
x
?/p>
y
均以
m
为单位,
t
?/p>
s
为单位?/p>
?/p>
1
)求
质点的轨迹方程;
?/p>
2
)在
2
t
s
?/p>
时质点的速度和加速度?/p>
分析?/p>
1-3.