大学物理学第三版课后习题答案.docx

1、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?0 dtsdtscos? 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 a4+3t m?s，开始运动时，x5 m?2v=0，求该质点在t10s 时

2、的速度和位置 解：a?dv?4?3t dt 分离变量，得dv?(4?3t)dt 积分，得 v?4t?32t?c1 2 由题知，t?0,v0?0 ,c1?0 故v?4t?32t 2 又因为 v?dx3?4t?t2 dt2 分离变量， dx?(4t?32t)dt 2 2积分得 x?2t?13t?c2 2 由题知 t?0,x0?5 ,c2?5 故 x?2t?213t?5 2 所以t?10s时 v10?4?10?3?102?190m?s?1 2 1x10?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

3、：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?80m an210?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

4、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?0 x?v0t y方向： fy?mgsin?mayt?0时y?0vy?0y? 由、式消去t，得 1gsin?t2 2 y?12 gsin?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

5、刻的速度为vv0e 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?lnem v0 k?tv?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?mv0 k【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

6、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： 保守力作正功时，系统内相应的势能增加。 质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。 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)、是正确的。 (b)、是正确的。 (c

7、)只有是正确的。 (d)只有是正确的。 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

8、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；

9、（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

10、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? 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?m1a1 t?m2g?m2a2 联立、式，

11、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?

12、0 x?v0t y方向： fy?mgsin?mayt?0时y?0vy?0 y? 由、式消去t，得 1 gsin?t2 2 y? 12 gsin?x2 2v0 解： ax? -1 fx63?m?s?2 m168fym? ?7 m?s?2 16 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

13、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vv0e ?(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?lnem v0 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，

14、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) ?0 2 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