同济大学物理大作业解答1至3章答案

发布 2022-07-07 22:08:28 阅读 4989

第一章质点运动学。

一、选择题。

1.b 2.c 3.b 4.d 5.b 6.c 7.c 8.b

二、填空题。

1.1.5 m·s-1

2.6.4 ms-2 ; 4.8 ms-2

3.2.5m

4.23 m·s-1

5.8m ; 10m

6.b ;

7.6 m·s-2 ; 450 m·s-2

8.抛物线 ;

三、计算题。

1.解:(1)m

2) 两式消去t得质点的运动轨道。

3)m ; m m

时, ms-1

ms-2 2.解:取ox向上为正方向,则火箭头部的加速度为,又,从而得。

当火箭头部达到最大高度时,,因此。

解得 3.解:

1)t =2 sv = 4.8 m s-1

a n= 230.4 m s-2 a t = 4.8 m s-2 a = 230.5 m s-2

4.解:(1

轨迹方程是。

2) v x = v 0,v y = g t,速度大小为:

方向为:与ox轴夹角 θ=tg-1( gt /v 0

与同向. 方向与垂直。

第二章(一) 牛顿力学解答。

一、 选择题。

1.c 2.d 3.d 4.b 5.b 6.c 7.c 8.b

二、 填空题。

4.gcotθ

5.0.25 g

7.l=h / sinθ=2.92 m时,最省力。

8.3mg / 4

三、计算题。

1.解:因绳子质量不计,所以环受到的摩擦力在数值上等于绳子张力t .设m2相对地面的加速度为,取向上为正;m1相对地面的加速度为a1(即绳子的加速度),取向下为正.

解得。2.解:(1)物体和绳的受力如图,由牛顿第二定律,分别对物体和绳列方程:

解得物体与绳的加速度1)

绳对物体的拉力为。

2)取物体与绳的连接处为坐标原点o,在距原点o为x处的绳上,取一线元dx,其质量元为,它的示力图如右图,由牛顿第二定律:

将(1)式代入得:

两边积分:

可以看出绳上各点的张力t随位置x而变化。

3.解:(1)滑块以速度作圆周运动时,滑块对围屏的正压力为,则滑块与壁间的摩擦力,方向与运动方向相反。

切向运动方程:

(2)由上式得:

两边积分:

4.解:建立如图所示的坐标.m受重力mg,支持力n与最大静摩擦力fs,对m, 由牛顿定律。x方向:

y方向:

由①/②有。

则有。对给定的、r和θ值,μ不能小于此值,否则最大静摩擦力不足以维持m在斜面上不动.

第二章(二) 动量、角动量和能量解答。

一、 选择题。

1.d 2.b 3.c 4.b 5.b 6.c 7.c 8.b

二、 填空题。

1. ;指向正西南。

2.36 rad·s-1

3.100 m·s-1

4.18 j ; 6 m·s-1

6.0.9 ms-1; 0.45ms-1

三、 计算题。

1.解:取如图所示坐标,设绳长l,质量m,在时刻t已有x长的柔绳落到桌面上,随后的dt时间内将有质量为(即)的柔绳以dx/dt的速率碰到桌面而停止,它的动量变化率为:

根据动量定理,桌面对柔绳的冲力为:

其中 由牛顿第三定律,柔绳对桌面的冲力为f = f即。而。

已落桌上柔绳所受的重力。

2. 解:在切向和法向分别对滑块列牛顿方程。

解得: 摩擦力所作的功:

3.解: 取桌面为,则初末机械能分别为。

摩擦力做功:

由功能原理。

4.解:(1)动量守恒和机械能守恒:

解得: (2)设为物体离开小车时小车的速度,解得:

一、选择题。

2. c 3. a 4. d 5. b 6. c 7. b 8. a

二、填空题。

1. 400 rad·s-1 ; 8000 rad·s-2

2.0.15 m/s2 ; 1.26 m/s2

4. 14 rad·s-1

三、计算题。

1.解:(1)各物质受力情况如图所示。

解上述方程组得:

2)物体a上升时,组合轮转过的角度。

由运动学方程:

得组合轮在该时刻的角速度:

2.解: 以为研究系统,受力。

情况如图所示:

解上述方程组:

3.解: 设两轮之间没有相对滑动时的角速度分别为1和2,则1)

由转动定律:

又代入上式解得:

求出和代入(1)式解得:

4.解:(1)

(2)机械能守恒:

第三章(二) 流体力学解答。

四、 选择题。

1. a五、 填空题。

六、 计算题。

1. 解:设某时刻水面到龙头的深度为h,由连续方程。

s1v1=s2v 2

式中s1,v1和s2,v2分别为容器截面积及液面流速和出水口截面积和水的流速。伯努利方程为:

p0 + v12 + p0 + v22

解上述方程,得。

式种h为变量。,负号表示液面高度随时间下降,代入上式得。

上式改写成。

得。2.解: 当水从水笼头缓慢流出时,可以认为是定常流动,遵从连续性方程,即流速与流管的截面积成反比,所以水流随位置的下降而变细。

水从水笼头流出后各处都是大气压,运用伯努利方程。

则1)整个水流可看作是一个大流管,各处的流量应相等,由连续性方程可得。

即。将(1)式代入上式,得。

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