作业1质点运动学答案2019版

发布 2022-07-06 21:36:28 阅读 4201

作业1 质点运动学。

知识点。一、位移、速度、加速度。

1、位矢: 位移:

平均速度: (瞬时)速度:

瞬时)加速度:

2、路程s:物体通过的实际距离。

平均速率瞬时)速率: 速度的大小等于速率。

问题1、如何由求,如何由求。利用求导,。

问题2、如何由求,如何由求。

若,利用 若,利用

若,利用 问题3、如何由求位移和路程。

位移:路程:1、,求得速度为零的时间,然后求出的路程和的路程。

c ]1、[基础训练1]如图所示,湖中有一小船,有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动.设该人以匀速率收绳,绳不伸长、湖水静止,则小船的运动是

(a) 匀加速运动. (b) 匀减速运动。

(c) 变加速运动. (d) 变减速运动. (e) 匀速直线运动。

解答】如图建坐标系,设船离岸边x米,可见,加速度与速度同向,且加速度随时间变化。

b ]2、[基础训练2]一质点沿x轴作直线运动,其v-t曲线如图所示,如t=0时,质点位于坐标原点,则t=4.5 s时,质点在x轴上的位置为。

(a) 5m. (b) 2m. (c) 0. (d) -2 m.

e) -5 m

解答】质点在x轴上的位置即为这段时间内v-t曲线下的面积的代数和。

b ]3、(自测提高3)质点沿半径为r的圆周作匀速率运动,每t秒转一圈.在2t时间间隔中,其平均速度大小与平均速率大小分别为。

a) 2 r/t , 2 r/t. (b) 0 , 2πr/t (c) 0 , 0. (d) 2πr/t , 0

解答】平均速度大小平均速率:

c ]4、[自测提高6]某物体的运动规律为,式中的k为大于零的常量.当时,初速为v0,则速度与时间t的函数关系是

a) (b) (c) (d)

解答】,分离变量并积分,,得。

5、[基础训练9]灯距地面高度为h1,一个人身高为h2,在灯下以匀速率v沿水平直线行走,如图所示.他的头顶在地上的影子m点沿地面移动的速度为.

提示】坐标系如图,设人的坐标为x,头的影子坐标为xm,人向x轴正向运动。

自测提高11]一质点从o点出发以匀速率1 cm/s作顺时针转向的圆周运动,圆的半径为1 m,如图所示.当它走过2/3圆周时,走过的路程是__4.19(m),这段时间内的平均速度大小为,方向是__与x轴正方向逆时针成600.

解答】方向如图。

7、[自测提高13] 一质点在oxy平面内运动.运动学方程为2 t和19-2 t2 (si),则在第2秒内质点的平均速度大小6.32 m/s,2秒末的瞬时速度大小8.25m/s.

解答】(1)t1 = 1s时,;t2 = 2s,

平均速度大小。

速度大小为。

8、[基础训练16 ]有一质点沿x轴作直线运动,t时刻的坐标为x = 4.5 t2 – 2 t3 (si) .试求。

1) 第2秒内的平均速度;(2)第2秒末的瞬时速度;(3)第2秒内的路程.

解答】(1)t1=1s时,x1=2.5m ; t2=2s时,x2=2m ;

3)令, 得:. 此时。

第二秒内的路程。

知识点。二、圆周运动(曲线运动)

角速度: 角加速度:

线速度加速度:

问题1、如何由求,通过求导。

问题2、如何由求,通过积分。

1、[基础训练8]质点沿半径为r的圆周运动,运动学方程为 (si) ,则t时刻质点的法向加速度分量为an=;角加速度=。

解答】1),法向加速度分量为。

2)角加速度。

2、[基础训练18 ] 物体作斜抛运动,初速度与水平方向成45o角,求: (1) 在最高点处的切向加速度、法向加速度; (2) 在秒时的切向加速度、法向加速度。

解答】设重力加速度g = 10m/s2

1)最高点:

法二:t = 2s时, m/s, m/s ,如图,3、[基础训练19 ]质点沿半径为r的圆周运动,加速度与速度的夹角保持不变,求该质点的速度随时间而变化的规律,已知初速为。

解: 将,代入,得,分离变量并积分:

4、[自测提高15 ]质点按照的规律沿半径为r的圆周运动,其中s是质点运动的路程,b、c是常量,并且b2 >cr。问当切向加速度与法向加速度大小相等时,质点运动了多少时间?

解答】,切向加速度大小,法向加速度大小;

当切向加速度与法向加速度大小相等时:,,即,得

知识点。三、相对运动,参考系相对于参考系做匀速直线运动,速度为。

位移变换关系: 速度变换关系:

加速度的变换关系:

b ]1、[自测提高7]在相对地面静止的坐标系内,a、b二船都以2 m/s速率匀速行驶,a船沿x轴正向,b船沿y轴正向.今在a船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x、y方向单位矢用、表示),那么在a船上的坐标系中,b船的速度(以m/s为单位)为

a) 2+2b) -2+2. (c) -2-2. (d) 2-2.解答】

2、[基础训练20] 当火车静止时,乘客发现雨滴下落方向偏向车头,偏角为30°,当火车以35 m/s的速率沿水平直路行驶时,发现雨滴下落方向偏向车尾,偏角为45°,假设雨滴相对于地的速度保持不变,试计算雨滴相对地的速度大小。

解:根据伽利略速度变换式:,作图如下。

由正弦定理 ,解得: (m/s)

3、[自测提高14 ]小船从岸边a点出发渡河,如果它保持与河岸垂直向前划,则经过时间t1到达对岸下游c点;如果小船以同样速率划行,但垂直河岸横渡到正对岸b点,则需与a、b两点联成的直线成α角逆流划行,经过时间t2到达b点.若b、c两点间距为s,则(1) 此河宽度l =;2) α或。

解答】设小船速度为,水流速度为,如图。

1)保持与河岸垂直向前划时,…①

2)成α角逆流划行时,

联立①和③得:

联立②和④,可求出。

再代入①得:.

附加题:[ 自测提高16 ] 一飞机相对于空气以恒定速率v沿正方形轨道飞行,在无风天气其运动周期为t.若有恒定小风沿平行于正方形的一对边吹来,风速为.求飞机仍沿原正方形(对地)轨道飞行时周期要增加多少.

解答】如图,设,正方形边长为l,根据求解。

1)a→b,

2)b→c,3)c→d的飞行时间与a→b的飞行时间相等,;

4)d→a,

所以,有恒定小风时飞行周期为,与无风时相比,周期增加了。根据上述计算结果,可得。

因为,所以将和展开,并保留到项,得。

第01章质点运动学作业题答案

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第二章《质点运动学》习题答案

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运动学作业 答案

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