哈工大大学物理第二章 作业题+答案
大学物理习题答案解答第二章牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律一、填空题1、考察直线运动，设加速度为()a t ，初速度为00v =，则由dv a dv adt dt =⇒= 两边定积分，即 00v t v dv adt =⎰⎰ 得质点在任意时刻t 的速度为 110()()t v t a t dt =⎰ （2-1）再由ds v ds vdt dt =⇒= 两边定积分，即 00s t s ds vdt =⎰⎰ 得质点在任意时刻t 的路程为 0220()t s s s v t dt ∆=-=⎰ 把（2-1）式代入上式，得211200()tt s a t dt dt ∆=⎰⎰依题设可知两物体必做直线运动，设某时刻两物体间作用力为F ，则两物体的加速度分别为11F a m = 和 22F a m = 所以两物体在相同时间内发生的路程分别为：2221111121211200000011()1()()tt tt t t F t s a t dt dt dt dt F t dt dt m m ∆===⎰⎰⎰⎰⎰⎰ 2221221121211200000022()1()()t t t t t t F t s a t dt dt dt dt F t dt dt m m ∆===⎰⎰⎰⎰⎰⎰所以 11222111s m m s m m ∆==∆ 此即为所求。
2、箱子在最大静摩擦力的作用下，相对地面具有的最大加速度为2max 0max 00.49.8 3.92()F mg a g m s m mμμ-====⨯=⋅ （1）若设箱子相对卡车静止，即物体相对地面的加速度2max 2a m s a -=⋅<表明箱子与卡车底板间是静摩擦，摩擦力的大小为40280()F ma N ==⨯=（2）依然设箱子相对卡车静止，即物体相对地面的加速度2max 4.5a m s a -=⋅>表明箱子与卡车底板间是滑动摩擦，摩擦力的大小为0.25409.898()F mg N μ==⨯⨯=3、如图2-1(a)所示建立直角坐标系，再分析滑块的受力情况，如图2-1(b)所示，滑块受到三个力的作用，分别是地球施加的重力mg ，斜面对它的支持力1N 和滑动摩擦力1f ，并设其加速度为a 。
大学物理 第二章 答案
第1题(5分)(0029) 竖立的圆筒形转笼，半径为Ｒ，绕中心轴ＯＯ＇转动，物块Ａ紧靠在圆筒的内壁上，物块与圆筒间的摩擦系数为μ，要使物块Ａ不下落，圆筒转动的角速度ω至少应为（Ａ）Rgμ（Ｂ）gμ．（Ｃ）R g μ （Ｄ）RgＡＢＣＤＥ第2题(5分)(0030) 在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a 1上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时，绳子刚好被拉断？（Ａ）12a（Ｂ）)(21g a +（Ｃ）ga +12 （Ｄ） g a +1ＡＢＣＤＥ第3题(5分)(0051) 一只质量为ｍ的猴，原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为Ｍ的直杆。
悬线突然断开，小猴则沿杆子往上爬以保持它离地面的高度不变，此时直杆下落的加速度为（A ）g (B)M mg(C)g M m M + (D)g m M mM -+ (E)g M mM -ＡＢＣＤＥ第4题(5分)(0054) 已知水星的半径是地球半径的 0.4倍，质量为地球的0.04倍．设在地球上的重力加速度为ｇ，则水星表面上的重力加速度为： （Ａ） 0.1ｇ． （Ｂ）0.25ｇ． （Ｃ） 4ｇ． （Ｄ） 2.5ｇ．ＡＢＣＤＥ第5题(5分)(0324) 两滑块Ａ、Ｂ，质量分别为ｍ1和ｍ2，与图中所示斜面间的摩擦系数分别为μ1和μ2，今将Ａ、Ｂ粘合在一起，并使它们的底面共面，而构成一个大滑块，则该滑块与斜面间的摩擦系数为（Ａ））（2121μμ+． （Ｂ））（2121μμμμ+．（Ｃ）21μμ．（Ｄ）212211m m m m ++μμＡＢＣＤＥ第6题(5分)(0325) 如图，一质量为ｍ的物体Ａ，用平行于斜面的细线拉着置于光滑的斜面上．若斜面向左方作减速运动，当绳中张力为零时，物体的加速度大小为 （Ａ）θsin g ． （Ｂ）θcos g ． （Ｃ）θgctg ． （Ｄ）θgtg ．ＡＢＣＤＥ第7题(5分)(0326) 如图所示，质量为ｍ的物体Ａ用平行于斜面的细线连结置于光滑的斜面上，若斜面向左方作加速运动，当物体开始脱离斜面时，它的加速度的大小为 （Ａ）θsin g ． （Ｂ）θcos g ． （Ｃ）θgctg ． （Ｄ）θgtg ．ＡＢＣＤＥ第8题(5分)(0328) 在倾角为θ的固定光滑斜面上，放一质量为ｍ的光滑小球，球被竖直的木板挡住，当把竖直板迅速拿开的这一瞬间，小球获得的加速度为 （Ａ）θsin g ． （Ｂ）θcos g ．（Ｃ）θcos g （Ｄ） θsin gＡＢＣＤＥ第9题(5分)(0330) 如图所示，固定斜面与竖直墙壁均光滑，则质量为ｍ的小球对斜面作用力的大小为 （Ａ）θsin mg ． （Ｂ）θcos mg ．（Ｃ）θsin mg． （Ｄ）θcos mg ．ＡＢＣＤＥ第10题(5分)(0331) 如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m 1和m 2的重物，且m 1>m 2．滑轮质量及一切摩擦均不计，此时重物的加速度大小为a ．今用一竖直向下的恒力F= m 1g 代替质量为m 1的物体，质量为m 2的重物的加速度为a ' ，则 （Ａ）a a ='． （Ｂ）a a >'． （Ｃ）a a <'． （Ｄ）不能确定．ＡＢＣＤＥ第11题(5分)(0332) 两物体Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ1和ｍ2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示．对物体Ａ施以水平推力Ｆ，则物体Ａ对物体Ｂ的作用力等于（Ａ）Fm m m 211+． （Ｂ）F ． （Ｃ）F m m m 212+． （Ｄ）Fm m 12．ＡＢＣＤＥ第12题(5分)(0334) 一个圆锥摆的摆线长为l ，摆线与竖直方向的夹角恒为θ，如图所示．则摆锤转动的周期为（Ａ）gl． （Ｂ）g l θcos ． （Ｃ）g l π2． （Ｄ）g l θπcos 2．ＡＢＣＤＥ第13题(5分)(0337) 质量为Ｍ的斜面原来静止于光滑水平面上，将一质量为ｍ的木块轻轻放于斜面上，如图．当木块沿斜面加速下滑时，斜面将（Ａ）保持静止．（Ｂ）向右加速运动．（Ｃ）向右匀速运动． （Ｄ）如何运动将由斜面倾角θ决定．ＡＢＣＤＥ第14题(5分)(0607) 一辆汽车从静止出发，在平直公路上加速前进的过程中，如果发动机的功率一定，阻力大小不变，那么，下面哪一个说法是正确的？ （Ａ）汽车的加速度是不变的． （Ｂ）汽车的加速度不断减小．（Ｃ）汽车的加速度与它的速度成正比．（Ｄ）汽车的加速度与它的速度成反比．ＡＢＣＤＥ第15题(5分)(0608) 升降机内地板上放有物体Ａ，其上再放另一物体Ｂ，二者的质量分别为ＭA 、ＭB ．当升降机以加速度ａ向下加速运动时（ａ＜ｇ＝，物体Ａ对升降机地板的压力在数值上等于（Ａ） ＭA ｇ． （Ｂ）（ＭA ＋ＭB ）ｇ．（Ｃ）（ＭA ＋ＭB）（ｇ＋ａ）．（Ｄ）（ＭA ＋ＭB ）（ｇ－ａ）．ＡＢＣＤＥ第16题(5分)(0609) 一公路的水平弯道半径为Ｒ，路面的外侧高出内侧，并与水平面夹角为θ．要 （Ａ）Rg ．（Ｂ）θRgtg ．（Ｃ）θθ2sin cos Rg ． （Ｄ）θRgtg ．ＡＢＣＤＥ第17题(5分)(0612) 一段路面水平的公路，转弯处轨道半径为Ｒ，汽车轮胎与路面间的摩擦系数（Ａ）不得小于gR μ．（Ｂ）不得大于gR μ．（Ｃ）必须等于gR 2． （Ｄ）应由汽车质量决定．ＡＢＣＤＥ第18题(5分)(0613) 用轻绳系一小球，使之在竖直平面内作圆周运动．绳中张力最小时，小球的位置（Ａ）是圆周最高点． （Ｂ）是圆周最低点． （Ｃ）是圆周上和圆心处于同一水平面上的两点． （Ｄ）因条件不足，不能确定．ＡＢＣＤＥ第19题(5分)(0614) 在电梯中用弹簧秤称物体的重量．当电梯静止时，称得一个物体重量为500 Ｎ．当电梯作匀变速运动时，称得其重量为 400Ｎ，则该电梯的加速度是 （Ａ）大小为 0.2ｇ，方向向上． （Ｂ）大小为 0.8ｇ，方向向上． （Ｃ）大小为 0.2ｇ，方向向下． （Ｄ）大小为 0.8ｇ，方向向下．ＡＢＣＤＥ第20题(5分)(0617) 如图，滑轮、绳子质量忽略不计．忽略一切摩擦阻力，物体Ａ的质量m A 大于物体Ｂ的质量m B ．在Ａ、Ｂ运动过程中弹簧秤的读数是 （Ａ）()21m m +g ． （Ｂ）()21m m -ｇ．（Ｃ）21212m m m m +ｇ． （Ｄ）21214m m m m +ｇ．ＡＢＣＤＥ题号 点击查看试题标答 你的答案 得分 试题分析 第1题 （Ｃ） （Ｃ） 5 分第2题 （Ｃ） （Ｂ） 0 分 知识点 直线运动中的牛顿定律 第3题 （Ｃ） （Ｃ） 5 分第4题 （Ｂ） （Ｃ） 0 分 知识点 曲线运动中的牛顿定律 第5题 （Ｄ） （Ｄ） 5 分 第6题 （Ｄ） （Ｄ） 5 分 第7题 （Ｃ） （Ｃ） 5 分第8题 （Ａ） （空） 0 分 你没有回答这题！ 第9题 （Ｄ） （Ｄ） 5 分第10题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！第11题（Ｃ）（Ｃ） 5 分第12题（Ｄ）（Ｄ） 5 分第13题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！第14题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！第15题（Ｄ）（空）0 分你没有回答这题！第16题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！第17题（Ｂ）（空）0 分你没有回答这题！第18题（Ａ）（空）0 分你没有回答这题！第19题（Ｃ）（空）0 分你没有回答这题！第20题（Ｄ）（Ｂ）0 分知识点直线运动中的牛顿定律第1题(10分)(0024) 一光滑的内表面半径为１０ｃｍ的半球形碗，以匀角速度 绕其对称轴ＯＣ旋转．已知放在碗内表面上的一个小球Ｐ相对于碗静止，其位置高于碗底４ｃｍ，则由此可推知碗旋转的角速度约为（Ａ）13ｒａｄ／ｓ．（Ｂ）17ｒａｄ／ｓ．（Ｃ）10ｒａｄ／ｓ．（Ｄ）18ｒａｄ／ｓ．ＡＢＣＤＥ第2题(10分)(0034) 光滑的水平面上叠放着物体Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ和Ｍ，如图所示．Ａ与Ｂ之间的静摩擦系数为μ，若对物体Ｂ施以水平推力Ｆ，欲使Ａ与Ｂ一起运动，则Ｆ应满足（Ａ）０＜Ｆ≤（ｍ＋Ｍ）ｇ．（Ｂ）０＜Ｆ≤（μｍ＋Ｍ）ｇ．（Ｃ）０＜Ｆ≤（Ｍ＋ｍ）μｇ．（Ｄ）０＜Ｆ≤（ｍ＋μＭ）ｇ．ＡＢＣＤＥ第3题(10分)(0038) 质量为ｍ的小球，放在光滑的木板和光滑的墙壁之间，并保持平衡．设木板和墙壁之间的夹角为α，当α增大时，小球对木板的压力将（Ａ）增加．（Ｂ）减少．（Ｃ）不变．（Ｄ）先是增加，后又减小．压力增减的分界角为α＝45°．ＡＢＣＤＥ第4题(10分)(0042) 两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接，再用一细绳悬挂于天花板上，处于静止状态，如图所示．将绳子剪断的瞬间，球１和球２的加速度分别为 （Ａ）ａ1＝ｇ，ａ2＝ｇ． （Ｂ）ａ1＝０，ａ2＝ｇ． （Ｃ）ａ1＝ｇ，ａ2＝０． （Ｄ）ａ1＝２ｇ，ａ2＝０．ＡＢＣＤＥ第5题(10分)(0048) 水平地面上放一物体Ａ，它与地面间的滑动摩擦系数为μ．现加一恒力F如图所示．欲使物体Ａ有最大加速度，则恒力F 与水平方向夹角θ应满足（Ａ）ｓｉｎθ＝μ． （Ｂ）ｃｏｓθ＝μ．（Ｃ）ｔｇθ＝μ． （Ｄ）ｃｔｇθ＝μ．ＡＢＣＤＥ第6题(10分)(0094) 如图所示，假设物体沿着铅直面上圆弧形轨道下滑，轨道是光滑的，在从Ａ至Ｃ的下滑过程中，下面哪个说法是正确的？ （Ａ）它的加速度方向永远指向圆心． （Ｂ）它的速率均匀增加． （Ｃ）它的合外力大小变化，方向永远指向圆心． （Ｄ）它的合外力大小不变． （Ｅ）轨道支持力的大小不断增加．ＡＢＣＤＥ第7题(10分)(0335) 质量分别为m A 和m B 的两滑块Ａ和Ｂ通过一轻弹簧水平连结后置于水平桌面上，滑块与桌面间的摩擦系数均为μ，系统在水平拉力Ｆ作用下匀速运动，如图所示．如突然撤消拉力，则刚撤消后瞬间，二者的加速度a A 和a B 分别为 （Ａ）0,0==B A a a ． （Ｂ）0,0<>B A a a ． （Ｃ）0,0><B A a a ． （Ｄ）0,0=<B A a a ．ＡＢＣＤＥ第8题(10分)(0338) 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．比例系数为k ，k 为正常数．该下落物体的收尾速度（即最后物体作匀速运动时的速度）将是（Ａ）k mg ．（Ｂ）k g2．（Ｃ）gk．（Ｄ）gk ．ＡＢＣＤＥ第9题(10分)(0341) 质量分别为m 和M 的滑块Ａ和Ｂ，叠放在光滑水平桌面上，如图所示．Ａ、Ｂ间静摩擦系数为μs ，滑动摩擦系数为μK ，系统原处于静止．今有一水平力作用于Ａ上，要使Ａ、Ｂ不发生相对滑动，则应有（Ａ）mg F S μ≤．（Ｂ）mgM m F S )1+≤（μ．（Ｃ）g M m F S ）（+≤μ． （Ｄ）M mM mgF K +≤μＡＢＣＤＥ第10题(10分)(0342) 质量分别为ｍ和Ｍ的滑块Ａ和Ｂ，叠放在光滑水平面上，如图Ａ、Ｂ间的静摩擦系数为μs ，滑动摩擦系数为μK ，系统原先处于静止状态．今将水平力Ｆ作用于Ｂ上，要使Ａ、Ｂ间不发生相对滑动，应有（Ａ）mg F S μ≤．（Ｂ）mgM mF S )1(+≤μ．（Ｃ）g M m F S )(+≤μ．（Ｄ）M Mm mgF K +≤μＡＢＣＤＥ。
大学物理Ⅱ——热学_哈尔滨工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
大学物理Ⅱ——热学_哈尔滨工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在功和热的转变过程中，下面的叙述哪个是正确的（）参考答案:绝热过程对外做正功，则系统的内能必然减少。
2.一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由【图片】增至【图片】，则（）参考答案:内能不变，熵增加3.下面哪个叙述是正确的（）参考答案:系统可以从单一热源吸收热量使之完全转化为有用功。
4.把质量为5kg，比热容（单位质量物质的热容）为544J/(kg.K)的铁棒加热到300℃，然后浸入一大桶27℃的水中。
在这冷却过程中铁的熵变为（）参考答案:-1760J/k5.工作物质经过一个不可逆循环后，其熵的变化量为（）参考答案:等于零6.下列说法，哪些是正确的（）（1）可逆过程一定是平衡过程（2）平衡过程一定是可逆的（3）不可逆过程一定是非平衡过程（4）非平衡过程一定是不可逆的参考答案:（1）（4）7.设有以下一些过程，在这些过程中使系统的熵增加的过程是（）（1）两种不同气体在等温下互相混合（2）理想气体在等体下降温（3）液体在等温下汽化（4）理想气体在等温下压缩（5）理想气体绝热自由膨胀参考答案:（1）（3）（5）8.一个2.5mol的理想气体样品在30K下可逆且等温地膨胀到体积加倍，气体的熵增加了（）参考答案:14.4J/K9.一台卡诺冰箱为了从冷室移走600J需要做200J的功，则该制冷机的制冷系数是（）参考答案:310.一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当压强降低时，分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是：参考答案:减小而增大11.平衡态下的热力学系统，描述系统性质的各个物理量都保持不变。
参考答案:错误12.理想气体系统，温度不变，系统分子的平均平动动能就不发生变化。
参考答案:正确13.理想气体被限制在一绝热容器的左室内，右室真空。
在两室之间开一小孔，让气体流入右室。
平衡后，气体的温度（）[提示：内能怎么变化？]参考答案:等于初始温度14.关于热量，以下说法正确的是：参考答案:热量不能自动的从低温物体向高温物体传递；_热量是在过程中传递的一种能量，与具体过程有关；15.关于热容量，以下说法不正确的是：参考答案:摩尔热容量都是相等的；_热容量是单位质量的物质所吸收的热量。
大学物理习题答案第二章
[习题解答]2-1 处于一斜面上的物体，在沿斜面方向的力F作用下，向上滑动。
已知斜面长为5.6m，顶端的高度为3.2m，F的大小为100N，物体的质量为12kg，物体沿斜面向上滑动的距离为4.0 m，物体及斜面之间的摩擦系数为0.24。
求物体在滑动过程中，力F、摩擦力、重力和斜面对物体支撑力各作了多少功？这些力的合力作了多少功？将这些力所作功的代数和及这些力的合力所作的功进行比较，可以得到什么结论？解物体受力情形如图2-3所示。
力F所作的功；摩擦力图2-3,摩擦力所作的功；重力所作的功;支撑力N及物体的位移相垂直，不作功，即；这些功的代数和为.物体所受合力为,合力的功为.这表明，物体所受诸力的合力所作的功必定等于各分力所作功的代数和。
2-3物体在一机械手的推动下沿水平地面作匀加速运动，加速度为0.49 m⋅s-2 。
若动力机械的功率有50%用于克服摩擦力，有50%用于增加速度，求物体及地面的摩擦系数。
解设机械手的推力为F沿水平方向，地面对物体的摩擦力为f，在这些力的作用下物体的加速度为a，根据牛顿第二定律，在水平方向上可以列出下面的方程式,在上式两边同乘以v，得,上式左边第一项是推力的功率()。
按题意，推力的功率P是摩擦力功率fv的二倍，于是有.由上式得,又有,故可解得.2-4有一斜面长5.0 m、顶端高3.0 m，今有一机械手将一个质量为1000 kg的物体以匀速从斜面底部推到顶部，如果机械手推动物体的方向及斜面成30 ，斜面及物体的摩擦系数为0.20，求机械手的推力和它对物体所作的功。
解物体受力情况如图2-4所示。
取x轴沿斜面向上，y轴垂直于斜面向上。
可以列出下面的方程,(1),(2). (3)根据已知条件, .由式(2)得图2-4.将上式代入式(3)，得.将上式代入式(1)得,由此解得.推力F所作的功为.2-5有心力是力的方向指向某固定点(称为力心)、力的大小只决定于受力物体到力心的距离的一种力，万有引力就是一种有心力。
大学物理答案第二章牛顿定律-习题解答
将牛顿运动定律应用于各种实际问题中，如天体运动、弹性碰撞、摩擦力问题等，通过建立物理模型和 运用数学工具解决实际问题。
解决复杂问题的思路与方法
01
02
03
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建立物理模型
根据问题的实际情况，抽象出 具体的物理模型，如质点、刚 体、弹性碰撞等，为解决问题 提供清晰的思路。
定律的应用场景与实例
总结词
牛顿第一定律在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。例如，汽车安全带的设计、投掷物体的轨迹、行星的运 动等都遵循这一规律。
详细描述
汽车安全带的设计依据了惯性定律，通过限制乘客在急刹车或碰撞时的运动，减少伤害风险。投掷物体时，出手 的角度和力量会影响物体的运动轨迹，这也符合惯性定律。行星的运动规律是牛顿第一定律的重要应用之一，行 星绕太阳的椭圆轨道运动可以由惯性定律推导出来。
05
习题解答
常见错误解析与纠正
01 02 03
错误1
混淆了牛顿第二定律中的力和加速度概念，将力误认为是 加速度的原因，而实际上力是产生加速度的原因。纠正： 正确理解力和加速度的关系，力是产生加速度的原因，加 速度的大小和方向由力的三要素决定。
错误2
在分析多力作用下物体的运动时，未能正确分析合力和加 速度的关系。纠正：在分析多力作用下物体的运动时，应 先求出合力，再根据牛顿第二定律求出加速度，最后根据 运动学公式求解速度和位移。
导出牛顿第三定律。
定律的应用场景与实例
要点一
总结词
牛顿第三定律在现实生活中有着广泛的应用，例如火箭发 射、车辆行驶、体育运动等。
要点二
详细描述
在火箭发射中，火箭向下喷射高温高压气体，产生一个向 上的反作用力，使火箭升空。在车辆行驶中，车辆发动机 产生的力推动车辆前进，同时车辆也会给地面一个向后的 反作用力，使地面产生磨损。在体育运动中，例如篮球投 篮时，投篮的力量和手受到的反作用力大小相等、方向相 反。
大学物理第二章习题答案
大学物理第二章习题答案大学物理第二章习题答案大学物理是大多数理工科学生必修的一门课程，其中第二章是关于向量和运动学的内容。
本文将为大家提供一些大学物理第二章习题的答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握这一章节的知识。
1. 问题：一个物体以5 m/s的速度从斜坡上滑下来，斜坡的倾角为30°。
求物体滑下斜坡所需的时间。
解答：首先，我们需要将斜坡的倾角转换为弧度。
倾角为30°，转换为弧度的公式为弧度 = 角度× π / 180。
所以，30°转换为弧度为30 × π / 180 = π / 6。
然后，我们可以利用运动学中的公式来求解。
物体在斜坡上滑动，可以将其分解为水平和竖直方向上的运动。
在水平方向上，物体的速度不变，为5 m/s。
在竖直方向上，物体受到重力的作用，加速度为g = 9.8 m/s²。
根据运动学的公式，竖直方向上的位移可以表示为h = (1/2) × g × t²，其中 h 为位移，g 为加速度，t 为时间。
由于物体滑下斜坡的竖直位移为 0，所以我们可以得到以下方程：0 = (1/2) × g × t²解方程得到 t = 0 或t = 2 × 0 / g = 0。
因此，物体滑下斜坡所需的时间为0秒。
2. 问题：一个物体从斜坡上滑下来，滑下斜坡后继续在水平地面上滑行。
已知物体从斜坡上滑下所需的时间为2秒，滑下斜坡后在水平地面上滑行的距离为6米。
求物体在斜坡上的滑动距离。
解答：首先，我们可以利用已知条件求解物体在水平地面上的速度。
根据物体在斜坡上滑行的时间和水平距离，我们可以得到以下方程：6 = 2 × v解方程得到 v = 6 / 2 = 3 m/s。
然后，我们可以利用运动学中的公式来求解物体在斜坡上的滑动距离。
物体在斜坡上滑行的时间为2秒，速度为3 m/s。
大学物理第二章练习答案Word版
第二章 运动的守恒量和守恒定律练 习 一一. 选择题1. 关于质心，有以下几种说法，你认为正确的应该是（ C ）(A) 质心与重心总是重合的； (B) 任何物体的质心都在该物体内部；(C) 物体一定有质心，但不一定有重心； (D) 质心是质量集中之处，质心处一定有质量分布。
2. 任何一个质点系，其质心的运动只决定于（ D ）(A)该质点系所受到的内力和外力； (B) 该质点系所受到的外力；(C) 该质点系所受到的内力及初始条件； (D) 该质点系所受到的外力及初始条件。
3.从一个质量均匀分布的半径为R 的圆盘中挖出一个半径为2R 的小圆盘，两圆盘中心的距离恰好也为2R 。
如以两圆盘中心的连线为x 轴，以大圆盘中心为坐标原点，则该圆盘质心位置的x 坐标应为（ B ）(A)R 4； (B) R 6; (C) R 8； (D R 12。
4. 质量为10 kg 的物体，开始的速度为2m/s ，由于受到外力作用，经一段时间后速度变为6 m/s ，而且方向转过90度，则该物体在此段时间内受到的冲量大小为 （ B ）(A)s N ⋅820； (B) s N ⋅1020； (C) s N ⋅620； (D) s N ⋅520。
二、 填空题1. 有一人造地球卫星，质量为m ，在地球表面上空2倍于地球半径R 的高度沿圆轨道运行，用m 、R 、引力常数G 和地球的质量M 表示，则卫星的动量大小为RGM m 3。
2．三艘质量相等的小船在水平湖面上鱼贯而行，速度均等于0v ，如果从中间小船上同时以相对于地球的速度v 将两个质量均为m 的物体分别抛到前后两船上，设速度v 和0v 的方向在同一直线上，问中间小船在抛出物体前后的速度大小有什么变化:大小不变。
3. 如图1所示，两块并排的木块A 和B ，质量分别为m 1和m 2，静止地放在光滑的水平面上，一子弹水平地穿过两木块。
设子弹穿过两木块所用的时间分别为t 1和t 2，木块对子弹的阻力为恒力F ，则子弹穿出后，木块A 的速度大小为 1A B F t m m ⋅∆+，木块B 的速度大小为12F t A B BF t m m m ⋅∆⋅∆++。
大学物理第二章习题答案
大学物理第二章习题答案# 大学物理第二章习题答案开始部分在解答大学物理的习题之前，我们需要对第二章的物理概念和公式有一个清晰的理解。
本章通常涵盖了经典力学的基础知识，包括牛顿运动定律、功和能量等概念。
习题1：牛顿运动定律的应用问题描述：一个物体在水平面上受到一个恒定的力F=10N，求物体的加速度a。
解答：根据牛顿第二定律，\[ F = ma \]，其中m是物体的质量。
设物体的质量为m，我们可以解出加速度a：\[ a = \frac{F}{m} = \frac{10}{m} \, \text{m/s}^2 \]注意，这里我们假设物体的质量m是已知的。
习题2：斜面上的物体问题描述：一个质量为m=5kg的物体放在一个倾斜角度为30°的斜面上，求物体受到的重力分量。
解答：物体受到的重力分量可以分解为两个方向的力：平行于斜面的分量和垂直于斜面的分量。
垂直分量为：\[ F_{垂直} = mg \sin(30°) = 5 \times 9.8 \times 0.5 = 24.5 \, \text{N} \]平行分量为：\[ F_{平行} = mg \cos(30°) = 5 \times 9.8 \times\frac{\sqrt{3}}{2} \approx 49.04 \, \text{N} \]习题3：功和能量问题描述：一个物体从高度h=10m的平台上自由落体，求物体落地时的动能。
解答：首先，我们需要计算物体在自由落体过程中重力做的功W，它等于物体的重力势能变化：\[ W = mgh = 5 \times 9.8 \times 10 \]根据能量守恒定律，这个功将转化为物体的动能：\[ KE = W = 5 \times 9.8 \times 10 = 490 \, \text{J} \]结束部分在解答物理习题时，重要的是理解每个物理量的含义以及它们之间的关系。
通过逐步分析问题，应用适当的物理定律和公式，我们可以找到正确的答案。
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7
m
v
R
O
分析 仅有沿物体运动切向方向的力才提供物体的切向加速度，由此可知，系统中仅重 力沿物体运动轨迹切向方向的分量 mg sin 提供物体的切向加速度。在物体运动过程中， 重力的切向分力随角度变化，切向加速度也随之变化。 解 (1)由题可知ｔ时刻物体运动法向方向上满足
Fn m
得绳中的张力为
解 当雨滴均匀运动时 得 所以当速率为 4.0 m s 时
1
mg k v 2 k mg / 25
F ma mg k v 2 mg
得
16 9 mg mg 25 25 a 9 g / 25
12. 2-12 质量为 m 的物体系于长度为 R 的绳子的一个端点上，在竖直平面内绕 绳子另一端点（固定）作圆周运动．设时刻物体瞬时速度的大小为 ，绳子 与竖直向上的方向成 θ 角，如图所示。(1) 求ｔ时刻绳中的张力 T 和物体的 切向加速度 at；(2) 说明在物体运动过程中 at 的大小和方向如何变化？
θ l m
5.
一人在平地上拉一个质量为 M 的木箱匀速前进， 如图。 木箱与地面间的摩擦 系数 μ=0.6。设此人前进时，肩上绳子支撑点距地面高度 h=1.5 米,问绳子长 l 为多少时最省力?。
l
μ M
h
1
6.
飞机降落时着地速度大小 v =90km/h，方向与地面平行，飞机与地面间的摩 擦因数为 μ=0.10，迎面空气阻力为 Cxv2，升力为 Cyv2，已知飞机升阻比 K=Cy/Cx=5，求飞机从着地到停止这段时间所滑行的距离（设飞机刚着地时 对地面无压力）ZLeabharlann A mlO
4
9.
一升降机内有一个倾角为 α 的固定光滑斜面。 当升降机以匀加速度 a0 上升时， 质量为 m 的物体 A 沿斜面滑下， 求以升降机为参考系， 木块相对于地面的加 速度 a 。
解 以 A 为研究对象： 解法一：以地面为参考系，建立坐标系如图，
ar 为木块相对于升降机的加速度，则： a ar a0 ；
5
物体受力： 真实力：重力 mg, 、斜面对它的正压力 N 惯性力： ma0
mg N ( ma0 ) mar
mgsin ma0sin mar mgcos N ma0cos 0
解得
N m ( g 0a) c o s; ar (g a0 ) sin
第二章 牛顿定律
1. 增大的百分比是 2. 2% 。
作 业
假如地球半径缩短 1%，而它的质量保持不变，则地球表面的重力加速度 g
一小珠可以在半径为 R 的竖直圆环上作无摩擦滑动。 今使圆环以角速度 ω 绕 圆环竖直直径转动，要使小珠离开环的底部而停在环上某一点，则角速度 ω 最小应大于 g / R 。
10. 在倾角为 θ 圆锥体侧面放有一质量为 m 的小木块 A， 圆锥体以角速度 ω 绕竖 直轴匀速旋转。在圆锥体的轴与物体的距离为 R。为使物体能在锥体该处保 持相对静止不动，物体与锥面之间的静摩擦系数至少为多少？简单讨论所得 到的结果。
A
R ω
θ
6
以下为书后习题：
11. 2-10 质量为 m 的雨滴下降时，因受空气阻力，在落地前已是匀速运动，其速 率为 v= 5.0 m/s．设空气阻力大小与雨滴速率的平方成正比，问：当雨滴下 降速率为 v= 4.0 m/s 时，其加速度 a 多大？
O m ω R
3.
有一火车，在水平地面上以不变的加速度 a 沿直线向前运动，在某时刻从火 车天花板上掉下一个螺帽，则在地面上静止的人看螺帽的加速度大小为 g ， 方向是竖直向下 ，而在火车上静止的人看螺帽的加速度大小为 a 2 g 2 。
4.
一圆锥摆摆长为 l、摆锤质量为 m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅 直线夹角 θ，则 (1) 摆线的张力 T＝ mg /cosθ； (2) 摆锤的速率 v＝ gl sin 2 / cos 。
方向向下。
T1 m1 ( g a1 ) 0.2 (9.8 1.96) 1.57 N 1 T2 T1 0.785 N 2 m g T2 0.1 9.8 0.785 a2 2 1.95 m s 2 m2 0.1
方向向下。
a3
方向向上。
m3 g T2 0.05 9.8 0.785 5.9 m s 2 m3 0.05
B
m1
T2 m2 m
3
m1 g T1 m1a1
（1）
题 2-14 图
m2 g T2 m2 a2 T2 m3 g m3a3
由于滑轮的质量忽略，所以
（2） （3） （4） （5） T1 a1 m1g a2 A T1
B
T1 2T2
各物体的加速度间有如下关系
a2 a , a1 , a3 a, a1
o o
相反。
13. 2-14 图中 A 为定滑轮， B 为动滑轮， 三个物体 m1=200g， m2=100g， m3=50g， 滑轮及绳的质量以及摩擦均忽略不计。求： （1）每个物体的加速度； （2）两 根绳子的张力Ｔ1 与Ｔ2。
分析 本题对个物体受力分析，列方程求解各物体的加速度。问题 的关键，滑轮及绳的质量以及摩擦均忽略不计时，绳的张力大小处处相 等，同时绳两端的物体加速度大小也相等。 解 （1）以地面为参考系，以竖直向下为正方向，设三物体的加速 ， 度分别为 a1，a2 和 a3，a 表示 m2 ，m3 相对滑轮 B 的加速度，各物体 的受力分析如图 2-16 所示，由牛顿第二定律得 A T1
v2 T mg cos R v2 mg cos R
T m
切向方向上满足
Ft mg sin
故切向加速度 方向沿速度 v 的方向。 （2）当 0 90 时，at 大小越来越大，方向沿运动速度方向相同；当 90 180
o
o o
at g sin
o
时，at 大小越来越小， 方向沿运动速度方向相同； 当 180 270 时，at 大小越来越大， 方向沿运动速度方向相反；当 270 360 时， at 大小越来越小，方向沿运动速度方向
9
2
7.
一条质量分布均匀的绳子，质量为 M、长度为 L，一端拴在竖直转轴 OO′ 上， 并以恒定角速度 ω 在水平面上旋转． 设转动过程中绳子始终伸直不打弯， 且忽略重力，求距转轴为 r 处绳中的张力 T( r)。
O O′
ω
L
3
8.
一光滑直杆 OA 与竖直轴 Oz 成 α 角(α 为常数)。直杆以匀角速度绕 Oz 轴转 动，杆上有一质量为 m 的小滑环，在距 O 点为 l 处与直杆相对静止如图示。 试以 OA 杆为参考系求出此时杆的角速度 ω，并讨论小滑环是否处于稳定平 衡？
由上几式得
T2 a3 m2g m3g
题 2-14 图 8
a1
m1m2 m1m3 4m2 m3 g m1m2 m1m3 4m2 m3
0.2 0.1 0.2 0.05 4 0.1 0.05 9.8 0.2 0.1 0.2 0.05 4 0.1 0.05 1.96 m s 2
A
mg N ma
x 方向： mg sin max m(ar a0 sin ) y 方向： ma y N mg cos ma0 cos 解得
N m ( g 0a) c o s; ar (g a0 ) sin
解法二： 以升降机为参考系（非惯性系） ，建立坐标系如图，