大学物理学第三版课后习题答案.docx
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大学物理学第三版课后习题答案
大学物理学第三版课后习题答案
【篇一：
大学物理学（第三版）课后习题答案】
图1-4
解：
设人到船之间绳的长度为l，此时绳与水面成?
角，由图可知
l?
h?
s
将上式对时间t求导，得222
2ldlds?
2sdtdt题1-4图根据速度的定义，并注意到l,s是随t减少的，
∴v绳?
?
dlds?
v0,v船?
?
dtdt
即v船?
?
vdsldll?
?
?
v0?
0dtsdtscos?
lv0（h2?
s2）1/2v0?
或v船?
ss
将v船再对t求导，即得船的加速度
1-6已知一质点作直线运动，其加速度为a＝4+3tm?
s，开始运动时，x＝5m?
2v
=0，求该质点在t＝10s时的速度和位置．
解：
∵a?
dv?
4?
3tdt
分离变量，得dv?
（4?
3t）dt
积分，得v?
4t?
32t?
c12
由题知，t?
0,v0?
0,∴c1?
0
故v?
4t?
32t2
又因为v?
dx3?
4t?
t2dt2
分离变量，dx?
（4t?
32t）dt2
2积分得x?
2t?
13t?
c22
由题知t?
0,x0?
5,∴c2?
5
故x?
2t?
213t?
52
所以t?
10s时
v10?
4?
10?
3?
102?
190m?
s?
1
21x10?
2?
102?
?
103?
5?
705m2
求：
（1）球轨道最高点的曲率半径r1；
（2）落地处的曲率半径r2．
（提示：
利用曲率半径与法向加速度之间的关系）
解：
设小球所作抛物线轨道如题1-10图所示．
题1-10图
（1）在最高点，
v1?
vx?
v0cos60o
an1?
g?
10m?
s?
2
又∵an1?
v12?
1
v12（20?
cos60?
）2
?
1?
?
an110∴
?
10m
（2）在落地点，
v2?
v0?
20m?
s?
1,
o而an2?
g?
cos60
2v2（20）2
∴?
2?
?
?
80man210?
cos60?
解：
（1）大船看小艇，则有v21?
v2?
v1，依题意作速度矢量图如题1-13图（a）?
?
?
题1-13图
由图可知v21?
2v12?
v2?
50km?
h?
1
方向北偏西?
?
v13?
?
36.87?
v24
（2）小船看大船，则有v12?
v1?
v2，依题意作出速度矢量图如题1-13图（b），同上法，得?
?
?
v12?
50km?
h?
1
2-2一个质量为p的质点，在光滑的固定斜面（倾角为?
）上以初速度v0运动，v0的方向与斜面底边的水平线
ab
解:
物体置于斜面上受到重力mg，斜面支持力n.建立坐标：
取v0方向为x轴，平行斜面与x轴垂直方向为y轴.如图
2-2.?
题2-2图
x方向：
fx?
0x?
v0t①y方向：
fy?
mgsin?
?
may②t?
0时y?
0vy?
0
y?
由①、②式消去t，得1gsin?
t22
y?
12gsin?
?
x22v0
2-4质点在流体中作直线运动，受与速度成正比的阻力kv（k为常数）作用，t=0时质点的速度为v0，证明
（1）t时刻的速度为v＝v0e
kk?
（）tm；
（2）由0到t的时间内经过的距离为?
（）tmvmx＝（0）［1-em］；（3）停止运动前经过的距离为v0（）；（4）证明当t?
k时速kk
度减至v0的1，式中m为质点的质量．e
?
kvdv?
mdt答:
（1）∵a?
分离变量，得
dv?
kdt?
vm
t?
kdtdv?
?
即?
v0v0mv
v?
ktln?
lnemv0
k?
t∴v?
v0e
（2）x?
vdt?
?
?
t
0v0ek?
mtdt?
mv0?
kt（1?
em）k
（3）质点停止运动时速度为零，即t→∞，
故有x?
?
?
?
0v0ek?
tdt?
mv0k
【篇二：
大学物理学（第三版上）课后习题2答案详解】
题
（1）一质点作匀速率圆周运动时，
（a）它的动量不变，对圆心的角动量也不变。
（b）它的动量不变，对圆心的角动量不断改变。
（c）它的动量不断改变，对圆心的角动量不变。
（d）它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变。
[答案：
c]
（2）质点系的内力可以改变
（a）系统的总质量。
（b）系统的总动量。
（c）系统的总动能。
（d）系统的总角动量。
[答案：
c]
（3）对功的概念有以下几种说法：
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作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零。
在上述说法中：
（a）①、②是正确的。
（b）②、③是正确的。
（c）只有②是正确的。
（d）只有③是正确的。
[答案：
c]
2.2填空题
?
?
（1）某质点在力f?
（4?
5x）i（si）的作用下沿x轴作直线运动。
在从x=0移动到x=10m
?
的过程中，力f所做功为。
[答案：
290j]
（2）质量为m的物体在水平面上作直线运动，当速度为v时仅在摩擦力作用下开始作匀减速运动，经过距离s后速度减为零。
则物体加速度的大小为，物体与水平面间的摩擦系数为。
v2
;[答案：
2sv2
]2gs
（3）在光滑的水平面内有两个物体a和b，已知ma=2mb。
（a）物体a以一定的动能ek与静止的物体b发生完全弹性碰撞，则碰撞后两物体的总动能为；（b）物体a以一定的动能ek与静止的物体b发生完全非弹性碰撞，则碰撞后两物体的总动能为。
[答案：
ek;
2ek]3
2.3在下列情况下，说明质点所受合力的特点：
（1）质点作匀速直线运动；
（2）质点作匀减速直线运动；（3）质点作匀速圆周运动；（4）质点作匀加速圆周运动。
解：
（1）所受合力为零；
（2）所受合力为大小、方向均保持不变的力，其方向与运动方向相反；（3）所受合力为大小保持不变、方向不断改变总是指向圆心的力；
（4）所受合力为大小和方向均不断变化的力，其切向力的方向与运动方向相同，大小恒定；法向力方向指向圆心。
2.4举例说明以下两种说法是不正确的：
（1）物体受到的摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反；
（2）摩擦力总是阻碍物体运动的。
解：
（1）人走路时，所受地面的摩擦力与人的运动方向相同；
（2）车作加速运动时，放在车上的物体受到车子对它的摩擦力，该摩擦力是引起物体相对地面运动的原因。
2.5质点系动量守恒的条件是什么？
在什么情况下，即使外力不为零，也可用动量守恒定律近似求解？
解：
质点系动量守恒的条件是质点系所受合外力为零。
当系统只受有限大小的外力作用，且作用时间很短时，有限大小外力的冲量可忽略，故也可用动量守恒定律近似求解。
2.6在经典力学中，下列哪些物理量与参考系的选取有关：
质量、动量、冲量、动能、势能、功？
解：
在经典力学中，动量、动能、势能、功与参考系的选取有关。
2.7一细绳跨过一定滑轮，绳的一边悬有一质量为m1的物体，另一边穿在质量为m2的圆柱体的竖直细孔中，圆柱可沿绳子滑动．今看到绳子从圆柱细孔中加速上升，柱体相对于绳子以匀加速度a?
下滑，求m1，m2相对于地面的加速度、绳的张力及柱体与绳子间的摩擦力（绳轻且不可伸长，滑轮的质量及轮与轴间的摩擦不计）．
解：
因绳不可伸长，故滑轮两边绳子的加速度均为a1，其对于m2则为牵连加速度，又知m2对绳子的相对加速度为a?
，故m2对地加速度，
题2.7图
由图（b）可知，为a2?
a1?
a?
①又因绳的质量不计，所以圆柱体受到的摩擦力f在数值上等于绳的张力t，由牛顿定律，有
m1g?
t?
m1a1②
t?
m2g?
m2a2③联立①、②、③式，得
a1?
a2?
（m1?
m2）g?
m2a?
m1?
m2
（m1?
m2）g?
m1a?
m1?
m2
m1m2（2g?
a?
）
f?
t?
m1?
m2
讨论
（1）若a?
?
0，则a1?
a2表示柱体与绳之间无相对滑动．
（2）若a?
?
2g，则t?
f?
0，表示柱体与绳之间无任何作用力，此时m1,m2均作自由落体运动．
2.8一个质量为p的质点，在光滑的固定斜面（倾角为?
）上以初速度v0运动，v0的方向与斜面底边的水平线ab平行，如图所示，求这质点的运动轨道．?
解:
物体置于斜面上受到重力mg，斜面支持力n.建立坐标：
取v0方向为x轴，平行斜面与x轴垂直方向为y轴.如题2.8图
.
?
题2.8图
x方向：
fx?
0x?
v0t①y方向：
fy?
mgsin?
?
may②
t?
0时y?
0vy?
0
y?
由①、②式消去t，得
1
gsin?
t22
y?
12
gsin?
?
x2
2v0
解：
ax?
-1
fx63?
?
m?
s?
2m168fym?
?
7
m?
s?
216
ay?
（1）
235
vx?
vx?
?
axdt?
?
2?
?
2?
?
m?
s?
1
084
2?
77
vy?
vy?
?
aydt?
?
2?
?
m?
s?
1
0168
于是质点在2s时的速度
5?
7?
?
v?
?
i?
j
48
（2）
m?
s?
1
12?
12?
?
r?
（vxt?
axt）i?
aytj
22
?
1?
7?
13
?
（?
2?
2?
?
?
4）i?
（）?
4j
2821613?
7?
?
?
i?
jm
48
2.10质点在流体中作直线运动，受与速度成正比的阻力kv（k为常数）作用，t=0时质点的速度为v0，证明
（1）t时刻的速度为v＝v0e
?
（k）tm
；
（2）由0到t的时间内经过的距离为
k?
（）tmv0m
）［1-em］；（3）停止运动前经过的距离为v0（）；（4）当t?
mk时速度减x＝（kk
至v0的
1
，式中m为质点的质量．e
?
kvdv
?
mdt
答:
（1）∵a?
分离变量，得
dv?
kdt
?
vmvdvt?
kdt
即?
?
?
v0v0m
v?
kt
ln?
lnemv0
∴v?
v0e
（2）x?
vdt?
k?
mt
?
?
ve
t
k
?
t
kmv0?
t
dt?
（1?
e）
k
（3）质点停止运动时速度为零，即t→∞，故有x?
?
?
?
v0e
k?
mt
dt?
mv0
k
（4）当t=
m
时，其速度为k
v?
v0e
km?
mk
?
v0e?
1?
v0
e
即速度减至v0的
1.e
?
题2.11图
在忽略空气阻力情况下，抛体落地瞬时的末速度大小与初速度大小相同，与轨道相切斜向下,而抛物线具有对y轴对称性，故末速度与x轴夹角亦为30，则动量的增量为
o
?
?
?
?
p?
mv?
mv0
【篇三：
大学物理学（第三版上）课后习题3答案详解】
（a）
jj
（b）?
0?
022
（j?
m）rj?
mr
（c）
j
?
0（d）?
02
mr
[答案：
（a）]
（d）18rad/s
（a）（b）
题3.1
（2）图
[答案：
（a）]
（3）如3.1（3）图所示，有一小块物体，置于光滑的水平桌面上，有一绳其一端连结此物体，；另一端穿过桌面的小孔，该物体原以角速度?
在距孔为r的圆周上转动，今将绳从小孔缓慢往下拉，则物体（a）动能不变，动量改变。
（b）动量不变，动能改变。
（c）角动量不变，动量不变。
（d）角动量改变，动量改变。
（e）角动量不变，动能、动量都改变。
[答案：
（e）]
3.2填空题
an
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