课后作业大题 答案

发布 2023-05-19 02:30:28 阅读 3529

1.9 质点沿轴运动,其加速度和位置的关系为=2+6,的单位为,的单位为 m. 质点在=0处,速度为10,试求质点在任何坐标处的速度值.

解。分离变量。

两边积分得。

由题知,时,,∴

1.10 已知一质点作直线运动,其加速度为=4+3,开始运动时,=5 m, =0,求该质点在=10s 时的速度和位置.

解。分离变量,得。

积分,得。由题知,,

故。又因为。

分离变量,

积分得。由题知, ,

故。所以时。

1.14 一船以速率=30km·h-1沿直线向东行驶,另一小艇在其前方以速率=40km·h-1

沿直线向北行驶,问在船上看小艇的速度为何?在艇上看船的速度又为何?

解:(1)大船看小艇,则有,依题意作速度矢量图如题1.14图(a)

题1.14图。

由图可知。方向北偏西。

2)小船看大船,则有,依题意作出速度矢量图如题1-13图(b),同上法,得。

方向南偏东。

2.9 质量为16 kg 的质点在平面内运动,受一恒力作用,力的分量为=6 n,=-7 n,当=0时, 0,=-2 m·s-1,=0.求。

当=2 s 时质点的 (1)位矢;(2)速度. 解。

于是质点在时的速度。

2.22 如题2.22图所示,一物体质量为2kg,以初速度=3m·s-1从斜面点处下滑,它与斜面的摩擦力为8n,到达点后压缩弹簧20cm后停止,然后又被弹回,求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.

解: 取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点,弹簧原长处为弹性势能零点。则由功能原理,有。

题2.22图。

式中,,再代入有关数据,解得。

再次运用功能原理,求木块弹回的高度。

代入有关数据,得 ,则木块弹回高度。

2.23 质量为的大木块具有半径为的四分之一弧形槽,如图所示.质量为的小立方体从曲面的顶端滑下,大木块放在光滑水平面上,二者都作无摩擦的运动,而且都从静止开始,求小木块脱离大木块时的速度.

题2.23图。

解: 从上下滑的过程中,机械能守恒,以,,地球为系统,以最低点为重力势能零点,则有。

又下滑过程,动量守恒,以,为系统则在脱离瞬间,水平方向有。

联立,以上两式,得。

3.14 如图所示,一匀质细杆质量为,长为,可绕过一端的水平轴自由转动,杆于水平位置由静止开始摆下.求:

1)初始时刻的角加速度;

2)杆转过角时的角速度。

解: (1)由转动定律,有。

2)由机械能守恒定律,有。

3.18 弹簧、定滑轮和物体的连接如图所示,弹簧的劲度系数为2.0 n·m-1;定滑轮的转动惯量是0.

5kg·m2,半径为0.30m ,问当6.0 kg质量的物体落下0.

40m 时,它的速率为多大? 假设开始时物体静止而弹簧无伸长.

解: 以重物、滑轮、弹簧、地球为一系统,重物下落的过程中,机械能守恒,以最低点为重力势能零点,弹簧原长为弹性势能零点,则有。又。故有。

5.15 试用最简单的方法求出下列两组谐振动合成后所得合振动的振幅:

解: (1合振幅。

合振幅。6.11 一列平面余弦波沿轴正向传播,波速为5m·s-1,波长为2m,原点处质点的振动曲线如题5-11图所示.

1)写出波动方程;

2)作出=0时的波形图及距离波源0.5m处质点的振动曲线.

解: (1)由题6.11(a)图知, m,且时,,∴又,则。

题6.11图(a)

取 ,则波动方程为。

2) 时的波形如题6.11(b)图。

题6.11图(b题6.11图(c)

将m代入波动方程,得该点处的振动方程为。

如题6.11(c)图所示.

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