第一章 质点运动学
一 选择题
1. 下列说法中,正确的是:( )
A. 一物体若具有恒定的速率,则没有变化的速度; B. 一物体具有恒定的速度,但仍有变化的速率;
C. 一物体具有恒定的加速度,则其速度不可能为零;
D. 一物体具有沿x轴正方向的加速度而有沿x轴负方向的速度。 解:答案是D。
2. 长度不变的杆AB,其端点A以v0匀速沿y轴向下滑动,B点沿x轴移动,则B点的速率为:( )
A. v0 sin? B. v0 cos? C. v0 tan? D. v0 / cos? 解:答案是C。
简要提示:设B点的坐标为x,A点的坐标为y,杆的长度为l,则
x2?y2?l2
对上式两边关于时间求导:2xdydydxdx?2y?0,因?v,??v0,所以 dtdtdtdt2xv?2yv0 = 0 即 v=v0 y /x =v0tan?
所以答案是C。
3. 如图示,路灯距地面高为H,行人身高为h,若人以匀速v背向路灯行走,
灯
y A v0 θ B 选择题2图
人头 H h v x
s
选择题3图
v 影
则人头影子移动的速度u为( )
H?hHhHv B. v C. v D. v HH?hHh解:答案是B 。 A.
简要提示:设人头影子到灯杆的距离为x,则
x?shH?,x?s, xHH?hdxHdsHu???v
dtH?hdtH?h所以答案是B 。
4. 某质点作直线运动的运动学方程为x=3t-5t 3 + 6 (SI),则该质点作 A. 匀加速直线运动,加速度沿x 轴正方向. B. 匀加速直线运动,加速度沿x 轴负方向. C. 变加速直线运动,加速度沿x 轴正方向.
D. 变加速直线运动,加速度沿x 轴负方向. ( ) 解:答案是D
5. 一物体从某一确定高度以v0的初速度水平抛出,已知它落地时的速度为vt,那么它的运动时间是:( )
v?v0v-v0A. t B. t C.
g2gvt2?v02gvt2?v02 D.
2g解:答案是C 。
22?gt,t?vt2?v0简要提示: vty?vt2?v0/g
所以答案是C 。
6. 在做自由落体运动的升降机内,某人竖直上抛一弹性球,此人会观察到:( )
A. 球匀减速地上升,达最大高度后匀加速下落; B. 球匀速地上升,与顶板碰撞后匀速下落;
C. 球匀减速地上升,与顶板接触后停留在那里; D. 球匀减速地上升,达最大高度后停留在那里; 解:答案是B。
提示:升降机内的人与球之间没有加速度。
7. 某人在由北向南行驶,速率为36 km ? h–1的汽车上,测得风从西边吹来,大小为10 m ? s,则实际风速大小和方向为:( )
A. 0
B. 14.14 m ? s–1,西南风 C. 10 m ? s,西南风
–1
–1
y v ? o x v0 v 选择题7图
D. 14.14 m ? s–1,西北风 解:答案是D。
简要提示:如图所示,由题意可知,已知牵连速率v0为36 km ? h–1(即10 m
? s–1),而相对速率v ?为10 m ? s–1,所以绝对速率v 为14.14 m ? s–1,方向指向东南。所以答案是D。
二 填空题
1一质点在空间三坐标上的运动方程分别为 x=Acos??t, y=Asin??t,z=h??t/2?,式中A、h、??均为大于零的常数,则质点在x和y轴上的分运动是__________________________,在z轴上的分运动是______________,在xy平面内的运动轨迹为__________________,在x、y、z空间内的运动轨道为______________________。
解:答案为:谐振动; 匀速直线运动; 以O为圆心半径为A的圆; 以z为轴线的螺旋线。
2. 一质点运动的加速度为a?2ti?3t2j,初始速度与初始位移均为零,则该质点的运动方程为 ,2秒时该质点的速度为 。
11解:答案为:r?t3i?t4j;v?(4i?8j)m?s-1
34简要提示:已知质点运动的加速度,可得
质点的速度为 v?v0??adt?t2i?t3j
11运动方程为 r?r0??vdt?t3i?t4j
34所以,2秒时质点的速度为: v?(4i?8j)m?s-1
3. 两辆车A 和B,在笔直的公路上同向行驶,它们从同一起始线上同时出
发,并且由出发点开始计时,行驶的距离 x 与行驶时间 t 的函数关系式:
xA?4t?t2,xB?2t2?2t3 (SI),则:
(1) 它们刚离开出发点时,行驶在前面的一辆车是______________; (2) 出发后,两辆车行驶距离相同的时刻是____________________; (3) 出发后,B 车相对A 车速度为零的时刻是__________________. 解:答案为:(1)A ;(2)t = 1.19 s ;(3)t = 0.67 s