大學(xué)應(yīng)用物理課后習(xí)題所有答案.doc

《大學(xué)應(yīng)用物理課后習(xí)題所有答案.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與牛頓定律1-9一人自坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)20(s)向東走了25(m)，又用15(s)向北走了20(m),再經(jīng)過10(s)向西南方向走了15(m)，求(1)全過程的位移和路程；(2)整個(gè)過程的平均速度和平均速率。解：（1）以人為研究對(duì)象，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，全過程的位移為：圖1-9其大小為：全過程位移的方向?yàn)椋杭捶较蛳驏|偏北（2）平均速度其大小為：平均速度的方向沿東偏北平均速率1-10題圖1-10一質(zhì)點(diǎn)P沿半徑的圓周作勻速率運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一周所需時(shí)間為，設(shè)t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于O點(diǎn)。按如圖所示的坐標(biāo)系，求

2、：(1)質(zhì)點(diǎn)P在任意時(shí)刻的位矢；(2)5s時(shí)的速度和加速度。解：如圖所示，在坐標(biāo)系中，因，則質(zhì)點(diǎn)P的參數(shù)方程為：坐標(biāo)變換后，在坐標(biāo)系中有：，則質(zhì)點(diǎn)P的位矢方程為：5s時(shí)的速度和加速度分別為：1-11已知一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為(單位為SI制)，求：(1)第2秒內(nèi)的平均速度；(2)第3秒末的速度；(3)第一秒末的加速度；(4)物體運(yùn)動(dòng)的類型。解：由知質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度與加速度分別為：；（1）第2秒內(nèi)的平均速度(2)第3秒末的速度，與運(yùn)動(dòng)方向相反。(3)第一秒末的加速度（4）令，得時(shí)x達(dá)到極值,從此時(shí)開始質(zhì)點(diǎn)將改變運(yùn)動(dòng)方

3、向。令，得，這是個(gè)拐點(diǎn)，在此時(shí)刻之前，質(zhì)點(diǎn)作加速運(yùn)動(dòng)，在此時(shí)刻之后，質(zhì)點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng)。1-12質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為，求當(dāng)t=2(s)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度a。解：質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度為：則，當(dāng)t=2(s)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度大小為：方向：以表示速度與x軸間的夾角，則質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的加速度為：則，當(dāng)t=2(s)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為：方向：以表示加速度與x軸間的夾角，則1-13已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為式中R，為常量，試問質(zhì)點(diǎn)作什么運(yùn)動(dòng)？其速度和加速度為多少？解：由已知坐標(biāo)分量式可知為：將上面兩式相加，此即質(zhì)點(diǎn)作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)，其速

4、度分量式，大小方向：以表示速度與x軸間的夾角，則其加速度分量式，大小方向：以表示加速度與x軸間的夾角，則1-14物體沿直線運(yùn)動(dòng)，其速度為(單位為SI制)。如果t=2(s)時(shí)，x=4(m)，求此時(shí)物體的加速度以及t=3(s)時(shí)物體的位置。解：由可知物體在任意時(shí)刻的加速度和位移分別為：；上式變形后再兩邊積分為：當(dāng)t=2(s)時(shí)，物體的加速度為：當(dāng)t=3(s)時(shí)物體的位置為：1-15已知一質(zhì)點(diǎn)由靜止出發(fā)，其加速度在軸和軸上分別為，（a的單位為SI制），試求t=5(s)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度和位置。解：由，可知質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速

5、度分量式和位移分量式分別為：，變形后再兩邊積分為：，變形后再兩邊積分為：當(dāng)t=5(s)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為：速度的大?。悍较颍阂员硎舅俣扰cx軸間的夾角，則，變形后再兩邊積分為：，變形后再兩邊積分為：當(dāng)t=5(s)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位置為：位置的大?。悍较颍阂员硎疚恢门cx軸間的夾角，則圖1-61-16路燈距地面的高度為，一身高為的人在路燈下以勻速行走，試求人影頂端移動(dòng)的速度。解：由于故可得：兩邊微分：變形上式可得：所以人影頂端移動(dòng)的速度為：由可得：1-17一質(zhì)點(diǎn)作半徑為r=10(m)的圓周運(yùn)動(dòng),其角坐標(biāo)可用（單位為SI制）表示，

6、試問：（1）t=2(s)時(shí)，法向加速度和切向加速度各是多少？（2）當(dāng)角等于多少時(shí)，其總加速度與半徑成？解（1）由于，則角速度，在時(shí)，法向加速度和切向加速度的數(shù)值分別為：當(dāng)總加速度與半徑成時(shí)，此時(shí)應(yīng)有：即：于是1-18一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以順時(shí)針方向沿半徑為的圓形軌道運(yùn)動(dòng)。此質(zhì)點(diǎn)的角速度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成正比，即(SI制),式中k為常數(shù)。已知質(zhì)點(diǎn)在第2(s)末的線速度為32，試求t=0.5(s)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的線速度與加速度。解由且可知：所以則t=0.5(s)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的線速度、角加速度、切向加速度和總加速度分別為：1-19一只在

7、星際空間飛行的火箭，當(dāng)它的燃料以恒定速率燃燒時(shí)，其運(yùn)動(dòng)函數(shù)可表示為，其中u是噴出氣流相對(duì)火箭體的速度，是一個(gè)常量，b是與燃燒速率成正比的一個(gè)常量。(1)求此火箭的速度；(2)求此火箭的加速度表示式；(3)設(shè)，，并設(shè)燃料在120s內(nèi)燃燒完，求t=0s和t=120s時(shí)的速度；(4)求在t=0s和t=120s時(shí)的加速度。解（1）由可知此火箭的速度為：(2)此火箭的加速度為：(3)火箭在t=0s和t=120s時(shí)的速度分別為：(4)火箭在t=0s和t=120s時(shí)的加速度分別為：1-20一質(zhì)量為10kg的質(zhì)點(diǎn)在力的作用下沿軸

8、作直線運(yùn)動(dòng)。在t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于處，速度為，求質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度和位置。解：由牛頓第二定律得由得質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度：由得質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位置：1-21以速度作勻速運(yùn)動(dòng)的汽車，在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，它的加速度為，其中k為比例常數(shù)，是速度。求：(1)關(guān)閉發(fā)動(dòng)后t時(shí)刻的速度；(2)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后在t時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離。解（1）由可知：，上式兩邊積分（2）由可得：上式兩邊積分（a）1-