注:要求填空题和计算题,只给出计算过程,数值代入即可,不必算出结果。
第一章 质点运动
二、填空题:
1、一物体作如图所示的斜抛运动,测得在轨道A点处速度的大小为,其方向与水平方向夹角成30°.则 物体在A点的切向加速度=______________,
轨道的曲率半径=____________。
5、一质点沿直线运动,其坐标x与时间t有如下关系: (SI) (皆为常数)
(1) 任意时刻t质点的加速度=_______________________;
(2) 质点通过原点的时刻t =___________________________.
6、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:A为,,B为
(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__________________。
8、以初速率、抛射角抛出一物体,则其抛物线轨道最高点处的曲率半径为____________________。
10、在半径为R的圆周上运动的质点,其速率与时间关系为(式中c为常量),则从t = 0到t时刻质点走过的路程S(t) =________________;t时刻质点的切向加速度cad模型=____________;t时刻质点的法向加速度=________________________。
11、两条直路交叉成角,两辆汽车分别以速率和沿两条路行驶,一车相对另一车的速度大小为___________________________________。
12、轮船在水上以相对于水的速度航行,水流速度为,一人相对于甲板以速度行走.如人相对于岸静止,则、和的关系是___________________。
三、计算题
1、 一质点从静止开始作直线运动,开始时加速度为,此后加速度随时间均匀增加,经过时间后,加速度为,经过时间2后,加速度为,…求经过时间n后,该质点的速度和走过的距离。
2、一人自原点出发,25 s内向东走30 m,又10 s内向南走10 m,再15 s内向正西北走18 m.求在这50 s内,
(1) 平均速度的大小和方向。
(2) 平均速率的大小。
3、一物体以初速度,仰角由地面抛出,并落回同一水平面上。求地面上该抛物体运动轨道的最大曲率半径与最小曲率半径。
第二章 刚体运动
二、填空题
1、 一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为ω1=20πrad/s,再转60
转后角速度为ω2马拉拉联合国演讲=30πrad /s,则角加速度β=_____________,转过上述60转所需的时间
Δt=________________。
2、 如图所示,P、Q、R和S是附于刚性轻质细杆上的质量分别为4m、3m、2m和m的四个质点,PQ=QR=RS=l,则系统对
轴的转动惯量为____________。
3、 一定滑轮质量为M、半径为R,对水平轴的转动惯量J=MR2.在滑轮的边缘绕一细绳,绳的下端挂一物体.绳的质量可以忽略且不能伸长,滑轮与轴承间无摩擦.物体下落的加速度为a,则绳中的张力T=_________________。 4、如图所示,一轻绳绕于半径为r的飞轮边缘,并以质量为m的物体挂在绳端,飞轮对过轮心且与轮面垂直的水平固定轴的转动惯量为J.若
不计摩擦,飞轮的角加速度 =_______________。
5、 一长为l、质量可以忽略的直杆,两端分别固定有质量为2m和m的小球,杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动.开始杆与水平方向成某一角度θ,处于静止状态,如图所示.释放后,杆绕O轴转动.则当杆转到水平位置时,该系统所受到的合外力矩的大小
M=________________,此时该系统角加速度的大小
β=______________________。
6、 如图所示,一质量为m、半径为R的薄圆盘,可绕通过其一直径的光滑固定轴转动,转动惯量J=mR2 / 4.该圆盘从静止开始在恒力矩M作用下转动,t秒后位于圆盘边缘上与轴的垂直距离为R的B点
的切向加速度at=_____________,
法向加速度an=_____________。
9、 质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点),用一长为l的轻质刚性细杆相连,系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动,已知O轴离质量为2mavcool的质点的距离为l,质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直,则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小
为___________________。
10、 一个质量为m的小虫,在有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘边缘上,沿逆时针方向爬行,它相对于地面的速率为vblade symphony,此时圆盘正沿顺时针方向转动,相对于地面的角速度为ω.设圆盘对中心轴的转动惯量为J.若小虫停止爬行,则圆盘的角速度为________________________________。
11、 质量为M=0.03 kg、长为l=0.2 m的均匀细棒,可在水平面内绕通过棒中心并与棒垂直
的光滑固定轴转动,其转动惯量为M l2 / 12。棒上套有两个可沿棒滑动的小物体,它们的质量均为m=0.02kg。开始时,两个小物体分别被夹子固定于棒中心的两边,到中心的距离均为r=0.05 m,棒以0.5 rad/s的角速度转动.今将夹子松开,两小物体就沿细棒向外滑去,当达到棒端时棒的角速度ω=_____________________。
12 、在一水平放置的质量为m、长度为l的均匀细杆上,套着一质量也为m的套管B(可看作质点),套管用细线拉住,它到竖直的光滑固定轴OO'的距离为,杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO'轴转动,如图所示.若在转动过程中细线被拉断,套管将沿着杆滑动.在套管滑动过程中,该系统转动的角速度ω
与套管离轴的距离x的函数关系为_______________。(已知杆本身对OO'轴的转动惯量为)
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三 、计算题:
2、如图所示,一个质量为m的物体与绕在定滑轮上的绳子相联,绳子质量可以忽略,它与定滑轮之间无滑动.假设定滑轮质量为M、半径为R,其转动惯量为。一质量为M=15 kg、半径为R=0.30 m的圆柱体,可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动(转动惯量J=).现以一不能伸长的轻绳绕于柱面,而在绳的下端悬一质量m=8.0 kg的物体。不计圆柱体与轴之间的摩擦,求:
(1) 物体自静止下落, 5s内下降的距离;
(2) 绳中的张力。
3、 物体A和B叠放在水平桌面上,由跨过定滑轮的轻质细绳相互连接,如图所示.今用大小为F的水平力拉A。设A、B和滑轮的质量都为m,滑轮的半径为R,对轴的转动惯量J=,AB之间、A与桌面之间、滑轮与其轴之间的摩擦都可以忽略不计,绳与滑轮之间无相对的滑动且绳不可伸长.已知F=10 N,m=8.0kg,R=0.050 m,求:
(1)滑轮的角加速度;
(2) 物体A与滑轮之间的绳中的张力;
(3) 物体B与滑轮之间的绳中的张力.
5、 一轴承光滑的定滑轮,质量为M=2.00 kg,半径为R=0.100 m,一根不能伸长的轻绳,一端固定在定滑轮上,另一端系有一质量为m=5.00 kg的物体,如图所示。已知定滑轮的转动惯量为J=,其初角速度ω0=10.0 rad/s,方向垂直纸面向里.求:
(1) 定滑轮的角加速度的大小和方向;
(2) 定滑轮的角速度变化到ω=0时,物体上升的高度;
(3) 当物体回到原来位置时,定滑轮的角速度的大小和方向。
7、质量为M1=24 kg的圆轮,可绕水平光滑固定轴转动,一轻绳缠绕于轮上,另一端通过质量为M2=5 kg的圆盘形定滑轮悬有m=10kg的物体.求当重物由静止开始下降了h=0.5 m时,
(1) 物体的速度;
(2) 绳中张力。(设绳与定滑轮间无相对滑动,圆轮、定滑轮绕通过轮心且垂直于横截面的水平光滑轴的转动惯量分别为,)
8、 如图所示,长为l的轻杆,两端各固定质量分别为纳米材料论文m和2m的小球,杆可绕水平光滑固定轴O在竖直面内转动,转轴O距两端分别为l和l。轻杆原来静止在竖直位置.今有一质量为m的小球,以水平速度与杆下端小球m作对心碰撞,碰后以的速度返回,试求碰撞后轻杆所获得的角速度。
9、 质量为M=0.03 kg,长为l=0.2 m的均匀细棒,在一水平面内绕通过棒中心并与棒垂直的光滑固定轴自由转动.细棒上套有两个可沿棒滑动的小物体,每个质量都为m=0.02 k
g.开始时,两小物体分别被固定在棒中心的两侧且距棒中心各为r=0.05 m,此系统以n1=15rev/ min的转速转动.若将小物体松开,设它们在滑动过程中受到的阻力正比于它们相对棒的速度,(已知棒对中心轴的转动惯量为Ml2 / 12)求:
(1) 当两小物体到达棒端时,系统的角速度是多少?
(2) 当两小物体飞离棒端,棒的角速度是多少?
第三章 相对论
二、填空题
1. 已知惯性系S'相对于惯性系S系以0.5 c的匀速度沿x轴的负方向运动,若从S'系的坐标原点O'沿x轴正方向发出一光波,则S系中测得此光波在真空中的波速为________________________.
3. 静止时边长为50 cm的立方体,当它沿着与它的一个棱边平行的方向相对于地面以匀速度 2.4×108 m·s-1运动时,在地面上测得它的体积是____________.
8.观察者甲以0.8c的速度(c为真空中光速)相对于静止的观察者乙运动,若甲携带一质量为1 kg的物体,则(1) 甲测得此物体的总能量为____________;(2) 乙测得此物体的总能量为____________.
9. 已知一静止质量为m0的粒子,其固有寿命为实验室测量到的寿命的1/n,则此粒子的动能是____________.
10. 匀质细棒静止时的质量为m0,长度为l0,当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时,测得它的长为l,那么,该棒的运动速度v =__________________,该棒所具有的动能EK =______________.