西安建筑科技大学_大学物理作业答案

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1、一、质点运动一.选择题：1.解：选B。运动到最高点时速度为零，故有：，得t＝2s。2.解：选C。船速：收绳速率：得：故船为变加速直线运动。3.解：选A。，二.填空题：451.解：∵，∴2.解：⑴∵两边积分有：∴⑵⑶3.解：总加速度与半径夹45°角时，切向加速度大小等于向心加速度大小，故有：，得出：t＝1s4.解：x(t)作初速度为零的加速直线运动，积分得：，得：双方积分有：，得：y(t)作初速度为2m×s-1的匀速直线运动45∴三.计算题：1.解：∵时∴即后，由，有：，得：由，，得：后：2.解：如图以表示质点对地的速度则当时，的大小为的方向与轴的夹角γ四.证明题：4

2、5∵∴，得：双方积分，得：五.问答题OA区间；AB区间；BC区间；CD区间。45二、质点动力学一.选择题：1.解：选（C）。当紧靠在圆筒内壁而不下落时，受到的摩擦力与重力平衡，又因为与筒壁提供给的向心力的反作用力的大小成正比，如图所示，故：∴2.解：选（A）。如图所示：∴ω＝12.78rad·s-1≈13rad·s-13.解：选（B）。质点m越过A角前、后的速度如图所示。由题知：由动量定理知：所以：4.解：选（B）。初始位置矢量，末位置矢量45则：5.解：选（A）。设质点在点的速率为，则由动能定理知：其中当质点运动到点时下式满足：∴二.填空题1.选沿着、的运动方向为X轴

3、正向，则由受力图知：因为绳不伸长：∴2.(1).当弹簧长度为原长时，系统的重力势能为。又因为在O点重物平衡，即：，所以系统在O'点的重力势能又可表为：。45(2).系统的弹性势能为：。(3).系统的总势能为。3.坐标系和受力分析如图所示，设摩擦力为，物体沿斜面向上方运动的距离为，则：∴4.选弹簧压缩最大距离即O点为重力势能的零点，弹簧的自然长O'为弹性势能的零点。视物体和弹簧为物体系初态体系总能量为：末态体系总能量为：体系由初态到末态的全过程中只有保守力作功.故机械能守恒。所以∴三.计算题：1.设木块与弹簧接触时的动能为。当弹簧压缩了时，木块的动能为零。45根据动能原理

4、：∴3.设炮车自斜面顶端滑至L处时，其速率为。由机械能守恒定律知：以炮车、炮弹为物体系，在L处发射炮弹的过程中，系统沿斜面方向的外力可以忽略，则系统沿斜面方向动量守恒。故∴45第三章刚体的定轴转动一.选择题：1.解：选（C）。∵的方向不断改变，而大小不变.∴不断改变质点所受外力通过圆心，所以产生的力矩为零则角动量守恒。2.解：选（C）。根据开普勒定律得出。3.解：选（B）。解：已知：单位为方向沿轴由4.解：选（B）。选子弹和棒为系统系统对转轴的力矩为零，所以系统角动量守恒。设所求棒的角速度为ω以俯视图的逆时针方向为正方向。初角动量：末角动量：所以由角动量守恒定律：∴二.

5、填空题：451.解：∵角动量为，系统的转动惯量为：系统的角速度为：∴2.解：如图距转轴处选线元其线元所受重力为：所以杆转动时线元所受摩擦力矩大小为：所以杆转动时所受摩擦力矩大小为：3.解：选人、转椅和双手各持的哑铃为系统，系统变化过程中所受外力矩为零，所以系统的角动量守恒。由角动量守恒定律有：初角动量：其中，，末角动量：其中，I’2＝2×5×(0.2)2kg·m2，ω为所求。则∴ω＝8rad·s-1454.解：选子弹和杆为系统，在子弹射入前后瞬间，系统对转轴所受外力矩为零，所以系统动量矩守恒。初角动量为：末角动量为：∴5.解：①由已知及转动定律有：当时，②由动量矩定理有

6、：∴6.解：由L＝Jω，∴7.解：∵，即，则45而，∴∴∴圈三.计算题：1.解：由匀变速圆周运动公式有：①②①②联立解得：代入已知条件：ω＝15rad×s-1，t＝10sθ＝2π×16rad∴β＝0.99rad·s-22.解：选坐标如图45任意时刻圆盘两侧绳长分别为、，选长度为、两段绳和盘为研究对象。设：绳的加速度为，盘的角加速度为，盘半径为，绳的线密度为，在1、2两点处绳的张力为：、，则有方程如下：解得：3.解：①选A、B两轮为系统，啮合过程中只有内力矩作用，故系统角动量守恒：∵，∴∴转速n＝200rev×min-1②A轮受的冲量矩：B轮受的冲量矩：四.证明题：由已知

7、：，对运动方程两边同时对t求导：45，所以A点的线速度：其中ω为刚体作定轴转动的角速度，证毕。45四、简谐振动一、选择题1．解：由简谐振动的运动学方程，振动速度，加速度可知，速度的周相比位移x的周相超前，加速度a的周相比位移x的周相超前或落后π。由图可见，曲线1的相位比曲线2的相位滞后，而曲线3的相位比曲线1的相位超前π，所以(E)为正确答案。2.解：由，，由题可知，质点时在平衡位置，即，，则，，又因，则（1）又由题意可知，质点在时在处，即，，则，，又因，则（2）（2）式减去（1）式得：，，(B)为正确答案。3.解：，，由图知：时，，<0