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本文乃是闲暇时间整合网上资料而得,在原文基础上增加了章节题目标示,清晰了然,唯一美中不足是有小部分计算题未能给出答案,但具体解题思路和方法还是有的,同学们稍加演算应该不难得到答案,在此也祝愿同学们好好学习,期末不挂科!!!
(记得给好评呦!)
第一章质点运动学
1-1 分析与解 (1) 质点在t 至(t +Δt)时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs =PP′, 位移大小|Δr|=PP′,而Δr =|r|-|r|表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大
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小也不相等(注:在直线运动中有相等的可能).但当Δt→0 时,点P′无限趋近P点,则有|dr|=ds,但却不等于dr.故选(B).
(2) 由于|Δr |≠Δs,故 ,即| |≠ .
但由于|dr|=ds,故 ,即| |= .由此可见,应选(C).
1-2 分析与解 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率.通常用符号vr表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量; 表示速度矢量;在自然坐标系中速度大小可用公式 计算,在直角坐标系中则可由公式 求解.故选(D).
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1-3 分析与解 表示切向加速度at,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用; 在极坐标系中表示径向速率vr(如题1 -2 所述); 在自然坐标系中表示质点的速率v;而 表示加速度的大小而不是切向加速度at.因此只有(3) 式表达是正确的.故选(D).
1-4 分析与解 加速度的切向分量at起改变速度大小的作用,而法向分量an起改变速度方向的作用.质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的.至于at是否改变,则要视质点的速率情况而定.质点作匀速率圆周运动时, at恒为零;质点作匀变速率圆周运动时, at为一不为零的恒量,当at改变时,质点则作一般的变速率圆周运动.由此可见,应选(B).
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1-5 分析与解 本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质.为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l,则小船的运动方程为 ,其中绳长l 随时间t 而变化.小船速度 ,式中 表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v0,代入整理后为 ,方向沿x 轴负向.由速度表达式,可判断小船作变加速运动.故选(C).
1-6 分析 位移和路程是两个完全不同的概念.只有当质点作直线运动且运动方向不改变时,位移的大小才会与路程相等.质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到: ,而在求路程时,就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向,此时,位移的大小和路程就不同了.为此,需根据 来确定其运动方向改变的时刻tp ,求出0~tp 和tp~t 内的位移大小Δx1 、Δx2 ,则t 时间内的路程 ,如图所示,至于t =4.0 s 时质点速度和加速度可用 和 两式计算.
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解 (1) 质点在4.0 s内位移的大小
(2) 由 得知质点的换向时刻为 (t=0不合题意) 则 ,
所以,质点在4.0 s时间间隔内的路程为 (3) t=4.0 s时 , ,
1-7 分析 根据加速度的定义可知,在直线运动中v-t曲线的斜率为加速度的大小(图中AB、CD 段斜率为定值,即匀变速直线运动;而线段BC 的斜率为0,加速度为零,即匀速直线运动).加速度为恒量,在a-t 图上是平行于t 轴的直线,由v-t 图中求出各段的斜率,即可作出a-t 图线.又由速度的定义可知,x-t 曲线的斜率为速度的大小.因此,匀速直线运动所对应的x -t 图应是一直线,而匀变速直线运动所对应的x
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大学物理[上册](马文蔚主编、第五版)课后习题答案解析
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