力学练习题 1、用一根细线吊一重物,质量为5Kg,重物下系一根同样的细线,(细线只能经得起70N的拉力),现在突然瞬间用力向下拉一下下面的线,设此力最大值为50 N, 则: (A)、下面的线先断;(B)、上面的线先断; (C)、两根线一起断; (D)、两根线都不断。 m 答案(D) 2、体重相同的甲、乙两人,分别用双手握住跨过无摩擦滑轮的绳子的两端,当他们由同一高度向上爬时,相对绳子甲的速率是乙的两倍,则到达顶点的情况是: (A)、甲先到;(B)、乙先到;(C)、同时到达到 答案(C)
[ D] [ D] 3、以下五种运动形式中, 保持不变的运动是 (B)、匀速率圆周运动 (A)、单摆运动 (D)、抛体运动 3、以下五种运动形式中, 保持不变的运动是 [ D] (B)、匀速率圆周运动 (A)、单摆运动 (D)、抛体运动 (C)、行星的轨道运动 (E)、圆锥摆运动 4、一个半径为R的水平圆盘恒以角速度作匀速转动,一质量为m的人要从圆盘边缘走到中心处,圆盘对他作的功为 [ D]
5、一物体挂在一弹簧下面,平衡位置的o点,现用手向下拉物体,第一次把物体由o点拉到M点,第二次由O点拉到N点,再由N点送回M点,则在这两个过程中 [ B ] x A o M N (A)弹性力作的功相等,重力作的功不相等, (B)弹性力作的功相等,重力作的功也相等, (C)弹性力作的功不相等,重力作的功相等, (D)弹性力作的功不相等,重力作的功也不相等, 6、人造地球卫星绕地球作椭圆运动,卫星近地点和远地点分别为A点和B点。用L和EK分别表示卫星对地心的角动量和其动能的瞬时值,则应有 [ C]
7、质点作半径为R的变速圆周运动的加速度大小为(V为任一时刻质点的速率) [ D] 8、质量为m的小球的向心力的作用下,在水平面内作半径为R、速率为V的匀速圆周运动,如图所示,小球自A点逆时针运动到B点的半周内,动量的增量为 [ B] x y A B
9、一质量为m的小球A ,在距地面某一高度处以V水平抛出,触地后反跳,在抛出t秒后小球又跳回原高度,速度仍以V沿水平方向,速度大小也与抛出时相同,如图,则小球A与地面碰撞过程中,地面给它的冲量大小为多少?冲量的方向如何? 答案:mgt,方向向上 10、图示为一圆锥摆,质量为m的小球以角速度 匀速转动,在小球转动一周的过程中: (1)、小球动量增量是多少? (答:0) (2)小球受重力冲量大小是多少? (3)、小球所受绳子张力的冲量大 小是多少? 答:(2,3、均为 ) T mg
x 11如图,摆球的质量为m,速率为V,当摆球在轨道上运动半周时,摆球所受重力冲量的大小为 [ C] 12、A、B 二弹簧的倔强系数分别为KA和KB,其质量均忽略不计,今将二者连接起来并竖直悬挂,如图所示,当系统静止时,二弹簧的弹性势能EPA与EPB之比为 x A B [ C ]
13、某物体的运动规律为dv/dt=-kv2t.当t=0时,初速度为V0,则速度V与时间t的函数关系是: [C] 14、一质量为m的质点,自半径为R的光滑半球形碗口由静止下滑,质点在碗内某处的速率为V,则质点对该处的压力数值为 [B]
15、空气中有一气球,下连一绳梯,它们的质量共为M。在梯上站一质量为m的人,起始时气球与人均相对地面静止。当人相对于绳梯以速度v向上运动时,气球的速度为(向上为正). [A]
16、一轻绳跨过一光滑的、质量为M的定滑轮,绳的两端分别挂有质量为m1和m2的物体(m1<m2),如图所示。绳与轮之间无相对滑动,则绳中的张力 (A)处处相等。 m1 m2 (B)左边大于右边。 (C)右边大于左边。 (D)无法确定。 [C]
17、如图两小球与杆发生完全非弹性碰撞后与杆粘在一起转动,则这一系统碰撞后的转动角速度应为 [C]
18、一轻绳跨过光滑的定滑轮,绳的一端挂有质量为M的物体,另一端被人双手拉着,人的质量m=M/2。如人相对于绳子以加速度a0向上爬,则人相对于地面的加速度(向上为正)是:
19、质量为m的质点置于光滑球面的顶点A处(球面固定不动),如图所示,当它由静止开始下滑到球面B点时,它的加速度的大小为 [D]
20、小球A和B的质量相同,B球原来静止,A以速度u与B作对心碰撞。这两球碰撞后的速度为v1和v2的各种可能值中有:
21、一个质点同时在几个力作用下的位移为: 其中一个力为恒力 则此力在该位移过程中所作的功为 [C]
22、一个质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动,有一力 作用在质点上。在该质点从坐标原点运动到(0,2R)位置的过程中,力F对它作的功为 R x y [B]
y x [A] 22、一个质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动,有一力 作用在质点上。质点从坐标原点A运动到B位置的过程中,力F对它作的功为 R B x A
23、质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时,可认为该飞船只在地球引力场中运动。已知地球质量为M,万有引力恒量为G,则当它从距地球中心R1处下降到R2处时,飞船增加的动能应等于 [c]
24、一物体作斜抛运动,如图所示,物体达最高点处切向加速度at与轨道曲率半径为 25、一质点沿半径为0.1m的圆周运动,其位移随时间t的变化规律是 25.6m/s2 在t=2秒时,它的法向加速度an = 切向加速度at= 0.8m/s2
69.8m/s 26、保守力的特点是 保守力的功与路径与无关 保守力的功与势能的关系式为 27、距河岸(看成直线)500m处有一艘静止的船,船上的探照灯以转速为n=1r/min转动。当光束与岸边成60度角时,光束沿岸边移动的速度是V= 69.8m/s
卫星在A、B两点的动能之差为EKB-EKA= M B A 32、一人造地球卫星绕地球作椭圆运动,近地点为A,远地点为B,如图,设地球的质量为M,卫星的质量为m,则卫星在A、B两点处的万有引力势能之差 EPB-EPA= 卫星在A、B两点的动能之差为EKB-EKA=
33、有一质量为m=5kg的物体,在0到10秒内,受到如图所示的变力F 的作用. 物体由静止开始沿X轴正方向运动,力的方向始终为X轴正方向 33、有一质量为m=5kg的物体,在0到10秒内,受到如图所示的变力F 的作用.物体由静止开始沿X轴正方向运动,力的方向始终为X轴正方向.则10秒内变力F 做的功为多少?
34、在X轴上作直线运动的质点,已知其速度为V0,初始位置为x0,加速度a=Ct2(其中C是常数),则其速度与时间的关系为V= 34、在X轴上作直线运动的质点,已知其速度为V0,初始位置为x0,加速度a=Ct2(其中C是常数),则其速度与时间的关系为V=?,运动学方程为X=?
35、质量为 0.25Kg的质点,受力 的作用,t=0 时刻该质点以 的速度通过坐标原点,则该质点 任意时刻的位置矢量是
36、已知一质量为m的质点在x轴上运动,质点只受到指向原点的引力的作用,引力大小与原点的距离x成平方反比,即f=-k/x,k为比例常数。设质点在x=A时的速度为零,求x=A/4处的速度的大小。
法2:利用动能定理求解
48 设作用在质量为 2 kg 上的物体上的力 (N), 若物体由静止出发沿直线运动,求在开始的 2 s 内该力作的功. 解
61 质量为 的质点, 在平面内运动, 方程为 ,求从 到 这段时间内,外力对质点作的功. 解
50 一人造地球卫星质量为m, 在地球表面上空2倍于地球半径R的高度沿圆轨道运行,用m、R、引力常数G和地球质量M表示(1)卫星的动能;(2)系统的引力势能. 解 (1) R 2R (2)
m r r/2 O 解 m转动中, 所受力矩M=0. 常矢量 得
53 如图,一长L、质量为m的细棒可绕其一端自由转动,开始时棒处于水平位置,求棒转到与水平线成角度 时的角速度、角加速度. mg
解 应用转动定律 L mg 求β
应用动能定理求ω L mg
A 54、一物体作如图所示的抛体运动,已知A点处的速度的大小为V,其方向与水平方向成30度角,则A点处的切向加速度at=?轨 道的曲率半径 答案:at=g/2,方向与速度方向相反 55、一飞机相对空气的速度为为200km/h,风速56km/h,方向为从西向东,地面雷达测得飞机速度大小为192km/h,方向是 。 200km/h A 192km/h 56km/h 答案:方向为正南或正北
56 . 路灯距地面高度为 h ,身高为 l m的人以速度 v 0 在路上匀速行走。求:(1)人影头部的移动速度。( 2 )影长增长的速率。 o x2 x x1 h l 解:(1) 两边求导:
令 为影长 ( 2 ) 以 代入 得: 建立x,y,z满足方程求导 求速度的方法:
57、如图质量为M的匀质强细棒可以在竖直平面内绕通过其中心O的水平轴转动,开始 时细棒静止在水平位置。一质量为m的小球以速度 u垂直落到棒的 端点。设小 球与棒作为弹性碰撞。求碰撞后,小球的回跳速度 V以及棒的角速度 是多少? 答案: u l l o
l,m o v mg l 2m m o A B 2l/3 l/3 (答案:o, 3g/2l) (答案:mvl ) 59、如图,已 知质点B的线速度 为V,且与杆垂直,则该系统对轴的角动量是多少?(杆质量可以不计) o A B 2l/3 l/3 (答案:mvl )
T a , m T g a m r T g m T a T m . [ 例 5 ] 在图示的装置中求 : 滑轮可视作均质圆盘。 1 2 [ 例 5 ] 在图示的装置中求 : 滑轮可视作均质圆盘。 m 2 T g a m 1 2 r T g m 1 T a 1 T 2 m
r r T m r T T m a m m a m g T T m g T J = a = r T g m = a J = m = T m 2 m 1 2 r T T 1 m a m m a 1 2 m g T T m g 1 1 2 2 1 T 2 J r = a = r T g m 2 = a J 1 2 = m r = 1 T m g a
a m g = + ( ) ) m g ( = + r T m g = + ( ) g = T ) ( m + 2 2 2 1 1 2
61、如图,两个匀质圆盘同轴地粘在一起,可以绕通过盘心且垂直盘面的水平光滑轴转动,对转轴的转动惯量为 J=4 61、如图,两个匀质圆盘同轴地粘在一起,可以绕通过盘心且垂直盘面的水平光滑轴转动,对转轴的转动惯量为 J=4.5mr2 ,大小盘都绕有绳子 ,绳子下端都挂质量为m的重物,求盘的角加速度 ? (答案: 2r r T2 T1 m m a2 a1 mg mg
63、一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量J=2. 0Kg. m2,正以角速度0匀速转动。现对轮子加一恒定的制动力矩M=-7. 0N 63、一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量J=2.0Kg.m2,正以角速度0匀速转动。现对轮子加一恒定的制动力矩M=-7.0N.m,经过时间t=8秒时轮子的角速度= -0,则0=? t L 2 d (Jω) = J2ω2 -J1ω1 2 M dt = t L 1 1 64、一个作定轴转动的轮子,除受到轴承的恒定摩擦力矩Mr外,还受到恒定外力矩M=20N.m的作用,轮子对轴的转动惯量J=15Kg.m2, 在t=10秒内轮子的角速度由0=0增大到=10rad/s,则Mr= ?
65、一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量为J,t=0时刻角速度为0,此后飞轮在阻力矩M的作用下经历制动过程,阻力矩M与角速度平方成正比,比例系数为K>0.则当=0/3时,飞轮的角加速度等于多少?从开始制动到=0/3时所经历的时间t=?