大学物理第五版课后答案(上)完整版

大大学学物物理理课课后后习习题题答答案案（（上上））

3-6一架以 3.0x10 2 ms 解 F?Δt?mv?0

mv2F???2.55?105N 鸟对飞机的平均冲力为 F??F???2.55?105N

l3-7 质量为m的物体，由水平面上点O分析

I1?mvAyj?mv0yj??mv0sinαj I2?mvByj?mv0yj??2mv0sinαj

3-8 Fx=30+4t 的合外力 解 (1) 由分析知I???30?4t?dt?30t?2t02

2220?68N?s

(2) 由I ＝300 ＝30t ＋2t ,解此方程可得 t ＝6．86 s(另一解不合题意已舍去) (3) 由动量定理,有 I ＝m v2- m v1

由(2)可知t ＝6．86 s 时I ＝300 N·s ,将I、m 及v1代入可得 v2?3-9 高空作业 51kg的人

I?mv1?40m?s?1 mF?mgΔt2h/g?mg?1.14?103N

3-10质量为m的小球，在力F= - kx作用下运动

I??Fdt???kxdt???t1t1t2t2π/2ω0kAcosωtdt??kAkA 即Δ?mv???

ωω3-11 在水平地面上，有一横截面S=0.20m 2

F?I?ρSvΔt?vB?vA?， F???F??2ρSv2??2.5?103N Δt3-12 19.6m 爆炸后1.00s ，v0x?x1g ?x1t02hy1?h?v1t?12gt。v1?2h?12gt1112 mv0x?mv2x 0??mv1?mv2y

t1222v2x?2v0x?2x1g?100m?s?1 v2y?v1?2h12gt2 2h?12gt12?14.7m?s?1 t1x2?x1?v2xt2 y2?h?v2yt2?落地时,y2 ＝0,由式(5)、(6)可解得第二块碎片落地点的水平位置 x2 ＝500 m 3-13 A,B两船在平静的湖面上平行逆行航行 B船以3.4 解?mA?m?vA?mvB?mAv?A (1)

?mB?m?vB?mvA?mBv?B? (2)

?mA?m?mBv?BvB??3.6m?s?1 2?mA?m??mB?m??m

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大大学学物物理理课课后后习习题题答答案案（（上上））

3-14 质量为m丶的人手里拿着质量为m的物体 解 取如图所示坐标．把人与物视为一系统,当人跳跃到最高点处,在向左抛物的过程中,满足动量守恒,故有

?m?m??v0cosα?m?v?m?v?u?

v0?v0cosα?动时间为 t?mmu人的水平速率的增量为Δv?v?v0cosα?u 而人从最高点到地面的运

m?m?m?m?v0sinαmv0sinα所以,人跳跃后增加的距离Δx?Δvt?

?m?m??gg3-15 一质量均匀柔软的绳竖直的悬挂着

myg?F?FN?0 (1) lF?dt?0?mvdy (2) l而 F??F? (3)

mmm?FN??FN?yg?v2?3yg?3m?g

lll3-16 设在地球表面附近，一初质量为5.00x 10 5

解 (1) 以火箭发射处为原点,竖直向上为正方向．该火箭在重力场中的动力学方程为

udm?mg?ma (1) dtdmm0?g?a0???3.68?103kg?s?1 dtuvmdmtdmdv?mg?m 分离变量后积分,有 ?dv?u???gdt (2) uv0m0m0dtdtdm1mt?m v?v0?uln?gt m?m0?dt6m0 t?5m0mm5m0 v??uln?gt?uln??2.47?103m?s?1

6dm/dtm0m06dm/dt3-17 质量为m的质点在外力F的作用下沿Ox轴运动，已知 t=0时质点位于原点 解 W??L0F?FL??F0?0x?dx?0。v?L?2?F0L mF0?F0dvdvx?m?mv Ldtdxx23-18 如图 一绳索 1.00kg 5N

W??F?dx??Fcosθdx???x1Fxd?x22dx?1.69J

3-19 一物体在介质x=ct 3

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解 v?dx?3ct2。F?kv2?9kc2t4?9kc2/3x4/3 dtll00大大学学物物理理课课后后习习题题答答案案（（上上））

W??F?dxW??F?dx??cos180odx???9kc2/3x4/3dx??3-20 一人从10.0 m 深的井中提水

解 水桶在匀速上提过程中,a ＝0,拉力与水桶重力平衡,有

272/37/3kcl 7F ＋P ＝0

在图示所取坐标下,水桶重力随位置的变化关系为P ＝mg -αgy

W??F?dy???mg?agy?dy?882J

00l103-21 一质量为0.20kg的小球 2.00m的细绳 解 (1)

WP?PΔh?mgl?1?cosθ??0.53J。WT??FT?ds

(2) Ek?Ek?0.53J 小球在最低位置的速率为 v? 22(3)FT?P?2EK?m2WP?2.30m?s?1 m3-22 一质量为m的质点，系在细绳的一段，绳的另一端 解 (1) W?Ek?Ek0?(2) 由于摩擦力是一恒力,且Fｆ ＝μmg,故有

omvmv?2.49N FT?mg?ll121232mv?mv0??mv0 (1) 2282E43v0(3) n?k0?圈 W?Ffscos180??2πrμmg (2)μ?W316πrg3-23 如图所示，A和B两块板用一轻弹簧

F1 ＝P1 ＋F ky12?mgy1?1212ky2?mgy2。F1 -F2 ＝2P1 F ＝P1 ＋F2 2当A 板跳到N 点时,B 板刚被提起,此时弹性力F′2 ＝P2 ,且F2 ＝F′2 ．由式(3)可得

F ＝P1 ＋P2 ＝(m1 ＋m2 )g

3-24有一自动卸货矿车

Wｆ ＝(0.25mg ＋0.25m′g)(l ＋x) (1) Wｆ ＝-(m -m′) g(l ＋x) sinα (2)

3-25 分铁锤敲入钉子木板 1.00x10 -2 解

?x00kxdx??x0?Δxx0kxdx Δx＝0.41 ×10 -2 m

3-26 m的地球卫星， 3Re 解

12mEmmEmv2E?mv?G 则 G?mK226RE3RE?3RE?mm(2) EP??GE

3REmmmmmm(3) E?EK?EP?GE?GE??GE

6RE3RE6RE3-27 天文观测台 冰块 解 由系统的机械能守恒,有

mgR?12mv?mgRcosθ 2第-3-页 共-29-页

大大学学物物理理课课后后习习题题答答案案（（上上））

2mv22RgomgRcosθ?FN? (θ?arccos?48.2。v?gRcosθ?

3R3v 的方向与重力P 方向的夹角为 α＝90°-θ ＝41.8°

3-28 m=0.2 kg A时 2解 mg?12k?Δl?2mvc (1) r127mgr?1?mg?3r??mvc (2) 由式(1)、(2) 可得 k? ?366N?m22?Δl?3-29 质量为m， 速度为v的钢球 m丶的靶． 解 mv??m?m??v1 (1)

12112mm?mv??m?m??v12?kx0 (2)x0?v 222k?m?m??3-30 质量为m的弹丸，穿过

2vm?v?hmv?m?m?v? (1 m?g? (2)

2l112m?2m?v??2m?gl?m?v? (3) v?h22m5gl3-31 一个电子和一个

122m?vH???1211EH2mvH22?????mv?mv?mv ???mv?mv?mveHeeHe??1222Eem?ve?2m?ve2EHm??vH??2m??3????1840?2.2?10 ?????Eem?ve??m?m?3-32 质量为7.2 x 10 -23kg

221mmmvA?vBcosβ?mv?Acosα (1)0?vBsinβ?mv?Asinα (2) 222121?m?2127?1?2mvA???vB?v?A (3)vB?2?v2A?vA??4.69?10m?s

22?2?2?2v2A?3vAα?arccos?22o20?

4vAv?A3-33 如图 质量为m丶的物块 低端A处

解 在子弹与物块的撞击过程中,在沿斜面的方向上,根据动量守恒有

mv0cosα??m?m??v1 (1)?μ?m?m??gcosαh sinα211?m?2??m?m??v2??m?m??gh??m?m??v12 (2)v2??v0cosα??2gh?μcotα?1? 22?m?m??第-4-页 共-29-页

大大学学物物理理课课后后习习题题答答案案（（上上））

3-34 如图 一质量为m的小球 内壁半球形

11mv?m?v2mm??0 2mvv?2m?v2m??mgR vm?2m?gRm2m?gRm?m? vm??m?m?m?

Fmv?2mR F?2m?N?mg?N?mg??3?m???

3-35 打桩 m=10t

解 (1) 在锤击桩之前,由于桩的自重而下沉,这时,取桩和地球为系统,根据系统的功能原理,有m?ghh1?g1??4ShKdh (1)hm01?2SK?8.88m

(2) mv0??m??m?v (2)

?h1?h2h-4dSKhv10??12?m??m?v2??m??m?gh2 (3) h＝0.2 m 。mv?v? ?h32 0??m2gh??m0-4S?35m?h?dh??m?gh13?h2m?v?23 ＝0.033 m

3-36 一系统 3.0kg 2.0kg 5.0kg

m1v1x?m2v2x?m3v3x?0 。m1v1y?m2v2y?m3v3y?0

vm23v8m?s?1 v11y?m2v2yx??mv2x??2.3y?mv2x??2.0m?s?1m 33则 v3???2.8m?s?1?i??2.0m?s?1?j 3-37 如图 m1 = 10.0 kg m2 =6.0kg AB 小球

xc0?m2m?mx5m 。ym120?1.c0?my10?1.9m

121?m2Fdvx?F1??m1?m2?xdt Fdvyy?F2??m1?m2?dt ?tF10F1dt??vx0?m1?m2?dvx, vx?m?mt (3)

12?tvy0F1dt??0?m1?m2?dvy, vF2y?mmt (4)

1?2?xct?F1?F1xdx????mdt x?x?t2?1.5?0.25t2 c0c?0?1?m2??cc02?m1?m2?

?ycdyt?y??0??F2??。?my?y?F2t2?1.9?0.19t2 1?m2??dtc0ccc02?m1?m2?第-5-页 共-29-页

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