大学物理1质点运动学例题
大学物理Ⅰ质点运动学试题(经典)
选择题1. 下列表述正确的是【 】（A ）质点速度为零其加速度一定为零； （B ）质点具有恒定的速率一定有变化的速度；（C ）一质点具有沿x 轴正向的加速度而可以有沿x 轴负向的速度； （D ）质点具有恒定的速度但仍有变化的速率。
2. 某质点的运动规律为2xx dv kv t dt=-,式中的k 为大于零的常量.当t=0时,初速为,0x v 则速度xv 与时间t 的关系是【 】（A ）021211x x v kt v += （B ）0221x x v kt v +-=（C ）0221x x v kt v +=（D ）021211x x v kt v +-= 3. 一质点从某一高度以v 的速度水平抛出，已知它落地时的速度为t v ,那么它运动的时间为【 】（A ）t v v g -0 （B ）t v v g -02 （C ）t (v v )g -12220 （D ）t (v v )g-122202 4. 一质点在xoy 平面运动,其运动方程为j t b i t a r ωωsin cos +=式中a 、b 、ω皆为常量，则质点作【 】（A ）匀速圆周运动； （B ）变速圆周运动；（C ）匀速直线运动； （D ）变速椭圆运动。
5. 用绳子系一物体，使它在铅直面内作圆周运动。
在圆周的最低点时物体受的力为：【 】（A ）重力、向心力和离心力；（B ）重力和绳子拉力；（C ）重力和向心力；（D ）重力、绳子拉力和离心力。
（E ）开始随F 增大，达到某一最大值后，就保持不变。
6. 质量为0.25kg 的质点，受i t F =(N)的力作用，t=0时该质点以v =2jm/s 的速度通过坐标原点，该质点任意时刻的位置矢量是：【 】（A ）22t i +2j m ； （B ）j t i t 2323+m ；（C ）j t i t 343243+m ； （D ）条件不足，无法确定。
7. 质量为m 的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用。
大学物理题库-第1章-质点运动学(含答案解析)
大学物理题库 第一章 质点运动学一、选择题：1、在平面上运动的质点，如果其运动方程为j bt i at r22+= (其中b a ,为常数)，则该质点作[ ]（A ） 匀速直线运动 （B ） 变速直线运动 （C ） 抛物线运动 （D ） 一般曲线运动2、质点以速度124-⋅+=s m t v 作直线运动，沿质点运动方向作ox 轴，并已知s t 3=时，质点位于m x 9=处，则该质点的运动方程为[ ](A) t x 2= (B) 2214t t x += (C) 123143-+=t t x (D) 123143++=t t x3、某雷达刚开机时发现一敌机的位置在j i96+处,经过3秒钟后，该敌机的位置在处,若i 、j分别表示直角坐标系中y x ,的单位矢量，则敌机的平均速度为[ ]（A ）j i 36+ （B ）j i 36-- （C ）j i -2 （D ）j i +-24、质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈．在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为(A) 2πR /T , 2πR/T ． (B) 0 , 2πR /T(C) 0 , 0． (D) 2πR /T , 0. ［ ］5、一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v，瞬时速率为v ，某一时间内的平均速度为v，平均速率为v ，它们之间的关系必定有：（A ）v v v,v == （B ）v v v,v =≠（C ）v v v,v ≠≠（D ）v v v,v ≠=[ ] 6、一运动质点的位置矢量为)y ,x (r，其速度大小为[ ](A)dt dr （B ）dt r d （C ）dt r d （D ）dtr d （E ）22)()(dt dydt dx +7、某物体的运动规律为t kv dtdv2-=,式中的k 为大于零的常数，当0=t 时，初速度为0v ，则速度v 与时间t 的函数关系是：[ ]（A ）0221v kt v += （B ） 0221v kt v +-=（C ） 021211v kt v += （D ） 021211v kt v +-=8、一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ，瞬时加速度2/2s m a -=，则一秒钟后质点的速度(A) 等于零． (B) 等于-2 m/s ．ji 612+(C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定． ［ ］ 9、质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a表示加速度，S 表示路程，a 表示切向加速度，下列表达式中，(1) a t = d /d v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) t a t =d /d v．(A) 只有(1)、(4)是对的． (B) 只有(2)、(4)是对的． (C) 只有(2)是对的．(D) 只有(3)是对的． ［ ］ 10、一质点在运动过程中，0=dtr d ,而=dtdv常数，这种运动属于[ ] （A ）初速为零的匀变速直线运动； （B ）速度为零而加速度不为零的运动； （C ）加速度不变的圆周运动； （D ）匀变速率圆周运动。
(完整版)大学物理01质点运动学习题解答
第一章质点运动学一选择题1．以下说法中，正确的选项是：（）A.一物体若拥有恒定的速率，则没有变化的速度；B.一物体拥有恒定的速度，但仍有变化的速率；C.一物体拥有恒定的加快度，则其速度不行能为零；D. 一物体拥有沿x 轴正方向的加快度而有沿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 轴挪动，则 B 点的速率为：（）A . v0 sinB .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x2y2l 2对上式两边关于时间求导：dx dy0，因dxv，dyv0，所以2 x 2 ydtdt dt dt2xv2yv0 = 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人头A H vv0hθvx影sB选择题 3图选择题 2图则人头影子挪动的速度u 为（）H h Hv h HA.vB.H H h H h 解：答案是 B 。
简要提示：设人头影子到灯杆的距离为 x ，则x s h ， x Hs ， x H H hdx H ds HvuH h dt Hdt 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. 匀加快直线运动，加快度沿 x 轴正方向．B. 匀加快直线运动，加快度沿 x 轴负方向．C. 变加快直线运动，加快度沿 x 轴正方向．D. 变加快直线运动，加快度沿x 轴负方向．()解： 答案是 D5. 一物体从某一确立高度以v 0 的初速度水平抛出，已知它落地时的速度为v t ，那么它的运动时间是： （）v t - v 0v t v 0v t2 22v v 0 v t A.B.C.gD.2 gg2 g解：答案是 C 。
大学物理上册第一章 质点运动学 习题及答案
第一章 质点运动学一、简答题1、运动质点的路程和位移有何区别?答：路程是标量，位移是矢量；路程表示质点实际运动轨迹的长度，而位移表示始点指向终点的有向线段。
2、质点运动方程为()()()()k t z j t y i t x t r ++=，其位置矢量的大小、速度及加速度如何表示? 答：()()()t z t y t x r 222r ++==()()()k t z j t y i t xv ++= ()()()k t z j t y i t x a ++=3、质点做曲线运动在t t t ∆+→时间内速度从1v 变为到2v ，则平均加速度和t时刻的瞬时加速度各为多少? 答：平均加速度 t v v a ∆-=12 ，瞬时加速度()()dt v d t v v a t t lim t 120 =∆-=→∆4、画出示意图说明什么是伽利略速度变换公式? 其适用条件是什么?答：牵连相对绝对U V +=V ，适用条件宏观低速5、什么质点? 一个物体具备哪些条件时才可以被看作质点?答：质点是一个理想化的模型,它是实际物体在一定条件下的科学抽象。
条件：只要物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关因素或次要因素,物体就能被看作质点。
二、选择题1、关于运动和静止的说法中正确的是 ( C )A 、我们看到的物体的位置没有变化，物体一定处于静止状态B 、两物体间的距离没有变化，两物体就一定都静止C 、自然界中找不到不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的D 、为了研究物体的运动，必须先选参考系，平时说的运动和静止是相对地球而言的2、下列说法中正确的是 ( D )A 、物体运动的速度越大，加速度也一定越大B 、物体的加速度越大，它的速度一定越大C 、加速度就是“加出来的速度”D 、加速度反映速度变化的快慢，与速度大小无关3、质点沿x 轴作直线运动，其t v-曲线如图所示，如s t 0=时，质点位于坐标原点，则s .t 54=时，质点在x 轴的位置为 ( B )A 、5 mB 、2 mC 、0 mD 、-2 m4、质点作匀速率圆周运动，则 ( B )A 、线速度不变B 、角速度不变C 、法向加速度不变D 、加速度不变5、质点作直线运动，某时刻的瞬时速度为s /m v 2=，瞬时加速度为22s /m a -=，则一秒钟后质点的速度 ( D )A 、等于0B 、等于s /m 2-C 、等于s /m 2D 、不能确定6、质点作曲线运动，r 表示位置矢量的大小，s 表示路程，z a 表示切向加速度的大小，v 表示速度的大小。
大学物理第一章质点运动学习题
1 2 间的关系为= v0t − bt ( SI)。 s 2，质点加速度的大小和方向。 求：(1) 任意时刻t，质点加速度的大小和方向。 任意时刻
求：
a
α
r aτ
R
R
τ
dt
r an
4
a = an + aτ =
2 2
(v0 − bt )4 + (− b )2
R2
r (v 0 − bt ) an a 与切向轴的夹角为 α = arctg = arctg (− Rb ) aτ
v v v v dr 解：v = = 2i − 2tj dt v v v v v t = 2 v2 = 2i − 4 j t = 0 v0 = 2i
v2 = 22 + 42 = 4.47m/ s 大小： 大小：
−4 方向： 方向： θ = arctan = −63o26′ 2
θ为 2与 轴的夹角 v x
x = −t 2 (SI)
例5：一质点运动轨迹为抛物线 ： 求：x= -4m时（t>0)粒子的 时 粒子的 速度、速率、加速度。 速度、速率、加速度。 解： x= -4m时 t=2s 时
x t =2 dx vx = −4m s vx = = −2t dt t =2 dy 3 vy = −24m s vy = = −4t + 4t dt v v v 2 v = vx + v2 = 4 37 m s v = −4i − 24 j m/ s y 2 dvx d x −2 ax = s = = −2m ay = −12t 2 + 4 = −44(m −2 ) s 2 dt dt v v r a = −2i − 44 j m⋅ s−2
y = −t 4 + 2t 2(SI)
大学物理第一章 质点运动学-习题及答案
第一章 质点运动学1-1 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j i r 22bt at += （其中b a ,为常量） 则该质点作（A ）匀速直线运动 （B ）变速直线运动（C ）抛物线运动 （D ）一般曲线运动 [B]解：由j i rv bt at t 22d d +==知 v 随t 变化，质点作变速运动。
又由x aby bt y at x =⎪⎭⎪⎬⎫==22 知质点轨迹为一直线。
故该质点作变速直线运动。
1-2 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列表达式中，① a t v =d ② v t r =d ③ v t s =d d ④ t a t =d d v （A ）只有（1）、（4）是对的。
（B ）只有（2）、（4）是对的。
（C ）只有（2）是对的。
（D ）只有（3）是对的。
[D]解：由定义：t vt a d d d d ≠=v ； t r t s t v d d d d d d ≠==r ； t t v a d d d d v ≠=τ只有③正确。
1-3 在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以21s m -⋅的速率匀速行驶，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向。
今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系（x ，y 方向单位矢用j i ,表示），那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以1s m -⋅为单位）为（A ）j i 22+ （B ）j i 22+-（C ）j i 22-- （D ）j i 22- [B]解：由i v 2=对地A ，j v 2=对地B 可得 A B A B 地对对地对v v v +=⎰对地对地A B v v -=i j 22-=j i 22+-= （1s m -⋅）1-4 一质点沿x 方向运动，其加速度随时间变化关系为)SI (23t a +=如果初始时质点的速度0v 为51s m -⋅，则当t 为3s 时，质点的速度1s m 23-⋅=v解：⎰+=tta v v 00d13s m 23d )23(5-⋅=++=⎰tt1-5 一质点的运动方程为SI)(62t t x -=，则在t 由0至4s 的时间间隔内，质点的位移大小为 8m ，在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为 10m 。
大物1-4质点运动学习题
1大物习题练习一 质点运动学（一）1.一质点的运动方程为r =t i +2t 3j (SI )，则t =1秒时的速度v =s m j i /)6(+，1至3秒内的平均速度为s m j i /)26( +，平均加速度为2/)24(s m j。
2.一质点在XOY 平面内运动，其运动方程为以下五种可能：（1）x=t ，y =19-2/t ；（2）x =2t ，y =18-3t ；（3）x =3t ，y =17-4t 2；（4）x =4sin 5t ，y =4cos 5t ；（5）x =5cos 6t ，y =6sin 6t 。
那么表示质点作直线运动的方程为 2 ，作圆周运动的为 4 ，作椭圆运动的方程为 5 ，作抛物线运动的方程为 3 ，作双曲线运动的方程为 1 。
（分别选择（1）（2）（3）（4）（5）填入空白处）。
3.（2）物体沿一闭合路径运动，经∆t 时间后回到出发点A ，如图1-3所示，初速度v 1，末速度v 2，且21v v=，则在∆t 时间内其平均速度v 与平均加速度a分别为：（1）00==a v ， （2）；，00≠=a v（3）00≠≠a v ， （4）00=≠a v，4.（3）质点作曲线运动，元位移d r ，元路程d s ，位移∆r ，路程∆s ，它们之间量值相等的是： （1）⎢∆r ⎢=⎢∆s ⎢；（2）⎢d r ⎢=∆s ；（3）⎢d r ⎢=d s ；（4）⎢d r ⎢=⎢∆r ⎢；（5）⎢∆r ⎢=d s 。
5.一质点沿OX 轴作直线运动，它在t 时刻的坐标是x=4.5t 2-2t 3(SI )试求 （1）t =1秒末和2秒末的瞬时加速度，第二秒内质点的平均加速度； 解：v=9t-6t 2, a=9-12t 所以：a1=-3, a2=-15 9-=a（2）第2秒内质点所通过的路程； y1=2.5, y2=2, y2.5=0 Δy=0.5 （3）填写下表中质点在0-3秒内的速率v 和加速度a 的方向变化情况。
大学物理第一章 质点运动学-习题及答案
第一章 质点运动学1-1 一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为j i r 22bt at += （其中b a ,为常量） 则该质点作（A ）匀速直线运动 （B ）变速直线运动（C ）抛物线运动 （D ）一般曲线运动 [B]解：由j i rv bt at t 22d d +==知 v 随t 变化，质点作变速运动。
又由x aby bt y at x =⎪⎭⎪⎬⎫==22 知质点轨迹为一直线。
故该质点作变速直线运动。
1-2 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列表达式中，① a t v =d ② v t r =d ③ v t s =d d ④ t a t =d d v （A ）只有（1）、（4）是对的。
（B ）只有（2）、（4）是对的。
（C ）只有（2）是对的。
（D ）只有（3）是对的。
[D]解：由定义：t vt a d d d d ≠=v ； t r t s t v d d d d d d ≠==r ； t t v a d d d d v ≠=τ只有③正确。
1-3 在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以21s m -⋅的速率匀速行驶，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向。
今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系（x ，y 方向单位矢用j i ,表示），那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以1s m -⋅为单位）为（A ）j i 22+ （B ）j i 22+-（C ）j i 22-- （D ）j i 22- [B]解：由i v 2=对地A ，j v 2=对地B 可得 A B A B 地对对地对v v v +=⎰对地对地A B v v -=i j 22-=j i 22+-= （1s m -⋅）1-4 一质点沿x 方向运动，其加速度随时间变化关系为)SI (23t a +=如果初始时质点的速度0v 为51s m -⋅，则当t 为3s 时，质点的速度1s m 23-⋅=v解：⎰+=tta v v 00d13s m 23d )23(5-⋅=++=⎰tt1-5 一质点的运动方程为SI)(62t t x -=，则在t 由0至4s 的时间间隔内，质点的位移大小为 8m ，在t 由0到4s 的时间间隔内质点走过的路程为 10m 。
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a
16
j,
t
=0
时，v0
6i ,
求 v和运动方程
解 由已知有
dv
a
16
j
dt
代入初始条件
v-v0
16t
j
r0
8k
vv0dv
t
16dt j
0
v
6i 16t
j
dr v dt
代入初始条件
rr0dr
t 0
(6i 16t
j )dt
r0
8k
r
6t
i
8t
2
j
8k
例题5 质点在xy平面内运动，运动方程为，，其中x、y以m计， t以s计。求：（1）质点的轨迹方程；（2）质点运动方程的
例8 一质点在水平面内以顺时针方向沿半径为2 m 的圆形轨道运 动。此质点的角速度与运动时间的平方成正比，即ω=kt 2 ， k 为待定常数.已知质点在2 s 末的线速度为 32 m/s
求 t =0.5 s 时质点的线速度和加速度
解 由题意得 v 32 m/s
K
ω t2
v Rt 2
4 s3
ω 4t2
由运动方程得
r r2 r1
(4
r1 2i
j
2)i (2
1)
r2
4i
j 2i 3 j
2
j
(2)
v
当t
dr
2i 2t
j
dt
=2s 时 v2 2
i
4
a j
dd2tr2a2ddvt2j2
j
(3) x 2t y 2 t2 轨迹方程为 y 2 x2 / 4
例4
已知
β
d2θ dt 2
24t
an rω2 230.4 m/s2
aτ rβ 4.8 m/s2
a an2 aτ 2 230.5 m/s2
(2) 设t’ 时刻，质点的加速度与半径成45o角，则
aτ an
rω2 rβ
144t'4 24t' t' 0.55 s 2 4t'3 2.67 rad
v Rω 4Rt2
当t =0.5 s 时
v 4Rt2 2.0 m/s
an
v 2 2.0 m/s2
R θ
arctan(an
)
aτ
dv dt
8Rt
a an2 a 2
13.6
8.0 m/s2 8.25 m/s
2
a
例9 一汽车在半径R=200 m 的圆弧形公路上行驶，其运动学 方程为s =20t 0.2 t 2 (SI) .
• O
ωt x •O'
x
位矢表示为
r
xi
yj
r
costi
r
sin
tj
自然坐标表示为 s rt
例2 如图所示，以速
v
度v ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ绳跨一定
滑轮拉湖面上的
l0
船，已知绳初长 l 0，岸高 h
h
l(t)
求 船的运动方程 解 取坐标系如图
O
x(t)
x
依题意有 坐标表示为 说明
l(t) l0 v t x(t) (l0 v t)2 h2
0.4 200
1)2
2
1.44
m/s 2
例10
已知质点运动方程为
r
2t
i
t
2
j
(SI)
求 t1 1s t2 3s 之间的路程 。
解 质点运动速度为
v
dr
d
(2ti
t
2
j)
2i 2t
j
dt dt
速率为 v v x2 v y2 22 4t2 2 1 t2
路程有 ds vdt 2 1 t2dt s2 ds t2 2 1 t2dt
矢量形式（位矢）；（3）质点在前2s的平均速度（3）质点 在2s时的速度和加速度。
解：（1）将质点运动方程 x 2t , y 18 2t2
消去t，可得到质点的轨迹方程为 y 18 x2 2
（2）质点的位置矢量为 r 2ti (18 2t2 ) j
（3）质点在前2s内的平均速度为
v r( 2 ) r( 0 ) 1
例题6 一个质点沿x轴正向运动，其加速度 a=kt ，(k为常量)。
当t=0时， 方程。
v ，v0 x 。x试0 求质点的速度和质点的运动
解： a kt Q a dv dt kt dv ktdt
v
t
dv ktdt
v0
0
v
v0
1 kt2 2
Q v dx dt
dx
v0
1 2
kt
2
2
2
2 2i (18 2 22 ) j 18 j
2i 4 j
（4）质点在2s时的速度为
v dr 2i 4tj 2i 4 2 j 2i 8 j dt
v 22 82 68 2 17( m s1 )
质点在2s时的加速度为
a dv 4 j dt
a 4 ( m s2 )
例1 一质点作匀速圆周运动，半径为 r ，角速度为 。
求 用直角坐标、位矢、自然坐标表示的质点运动学方程。
解 以圆心O 为原点。建立直角坐标 系Oxy ，O 点为起始时刻，设t 时 刻质点位于P（x , y），用直角坐 标表示的质点运动学方程为
x r cos t, y r sin t
y
y
r
• P (x, y) s
s1
t1
1 t2dt t 1 t2 1 ln t 1 t2 c
2
2
s2 s1 s 3 10
2 ln 3 10 9.98 m 1 2
例11 已知质点的运动方程为
x Acos t, y Asin t, z Bt
求 在自然坐标系中任意时刻的速度
解 ds
vx2
v
2 y
dt
得质点的运动方程为
x
x0
v0t
1 6
kt 3
例7 一质点作半径为0.1 m 的圆周运动，已知运动学方程为
求
2 4t3 rad
(1) 当t =2s 时，质点运动的an 和
a 以及aτ的大小
(2) 当 =? 时，质点的加速度与半径成45o角？
解 (1) 运动学方程得 ω dθ 12t2 dt
质点运动学的基本问题之一，是确定质点运动学方程。为
正确写出质点运动学方程，先要选定参考系、坐标系，明
确起始条件等，找出质点坐标随时间变化的函数关系。
例3 已知一质点运动方程
r
2t
i
(2
t
2
)
j
求 (1) t =1s 到 t =2s 质点的位移 (2) t =2s 时 v，a
(3) 轨迹方程
解
(1)
求 汽车在 t = 1 s 时的速度和加速度大小。
解 根据速度和加速度在自然坐标系中的表示形式，有
v ds 20 0.4t
dt
aτ
dv dt
0.4
v(1) 19.6 m/s
an
v2 R
(20 0.4t)2 R
a
aτ2 an2
0.42
(20
0.4t R
)2
2
a(1)
0.42
(20
v z2dt
A 2 cos2 t A 2 sin2 t B2 dt
s
s
ds
t
A2 2 B2dt
0
0
v vτ dsτ