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南开大学大学物理重点例题

重点例题第一章•书中的例题1.1, 1.4(P.6;P.15)一质点作匀速圆周运动,半径为r,角速度为-书中例题:1.2, 1.6 (p.7;p.17)(重点)直杆AB两端可以分别在两固定且相互垂直的直导线槽上滑动,已知杆的倾角0=3 t随时间变化,其中3为常量。

求:杆中M点的运动学方程。

F 打X-习题指导P9. 1.4 (重点)在湖中有一小船,岸边有人用绳子跨过一高处的滑轮拉船靠岸,当绳子以v通过滑轮时, 求:船速比v大还是比v小?若v不变,船是否作匀速运动?如果不是匀速运动,其加速度是多少?•书中例题1.3, 1.5, 1.7 (p.7;p.16;p.18)已知:运动学方程:x= —o.31t2+ 7.2t + 28y= 0.22t2—9.1t + 30 求:t = 15s时的位置矢量和方向。

•例题:已知:a= 100 —4t2,且t = 0 时,v = 0, x = 0 求:速度v和运动学方程第二章•例题:飞机着陆时受到的阻力为F=—ct, (c为常数)且t = 0 时,v= V o。

求:飞机着陆时的速度。

•例题:(重点)质量为m的物体以速度v o投入粘性流体中,受到阻力f=—cv (c为常数)而减速,若物体不受其它力,求:物体的运动速度。

•例题:(重点)光滑的桌面上一质量为M,长为L的匀质链条,有极小一段被推出桌子边缘。

求:链条刚刚离开桌面时的速度。

•例:有一个小球通过一根细线挂在车顶,当车静止时小球铅直向下,当车以加速度开动时与铅垂线夹角0O求:加速度与B之间的关系。

典型例题•书中例题2.9 ( p76 )(非质点问题的处理方法)试证明在圆柱形容器内,以匀角速度3绕中心轴作匀速旋转的流体表面为旋转抛物面。

-书中例题P82,例2.14 (变质量,变力问题)长为L质量为M的均匀柔绳,盘绕在光滑的水平面上,从静止开始,以恒定加速度a竖直向上提绳,当提起的高度为I时,作用在绳端力的大小是多少?当以恒定速度v竖直向上提绳,当提起的高度为I时,作用在绳端力的大小又是多少?第三章•书中例题3.1 (P.95)已知:F= 6x; cos0= 0.70—0.02x求:质点从x1= 10m到x2= 20m过程中F所作的功。

•书中例题3.2 (p.98)一条长L,质量M的均匀柔绳,A端挂在天花板上,自然下垂,将B端沿铅直方向提高到与A端同高处。

•书中例题3.3 (p.99)非胡克定律的弹簧:F=—kx—ax3,其中k、a均为常数。

求:从x1到原长过程中,弹性力做的功。

补充例题:•例1准静态地提起一条长 L ,质量M 的均匀柔绳,需要作多少功?•例3风力F 作用于向北运动的船,风力方向变化的规律是: 0= BS,其中S 为位移,B 为常数,0为F 与S 间的夹角。

如果运动中,风的方向自南变到东, 求:风力作的功。

•例 2 习题 3.5( P135),3.5)蓄水池面积S ,水深h ,水面距地面 H 。

求:书中例题3.12水平面内有一半径为R的圆,在圆内离圆心0距离为S处有一质量M很大,了视为固定的力心0'力心对单位质量的有心引力为”,r为力心至质量为m的质点Q位矢的大小,质点Q被限制在圆周上运动。

求:(1)质点Q从B点由静止出发到r点有心力所做的功(2)质点通过第二象限所经历的时间书中例题3.11 (pill)(重点)长为L的匀质链条,一部分在水平桌面上,另为卩o,滑动摩擦因数为卩.求:1)满足什么条件时,链条开始滑动?2)若下垂部分长度为b时,链条开始滑动,当链条末端刚刚离开桌面时的速度是多少?书中例题3.5 (p103)物体质量m,弹簧的劲度系数为k,自弹簧原长,无初速度加上物体。

求:弹簧的最大压缩量y max。

L N1F mg部分自然下垂。

链条与水平面间静摩擦因数书中例题3.15 (p126)物体M悬于弹簧上,弹簧的弹性系数为k,弹簧的原长与圆环的半径相等。

不计摩擦力求:物体自弹簧的原长无初速度的沿圆环滑至最低点B时所获得的动能。

第四章动量和冲量书中例题4.1 (143)已知:m = 10kg, F大小如图,摩擦系数求:t = 6s时木箱的速度。

书中例题4.4 (146)(重点)已知:质量为M,长为L的匀质链条,上端悬挂,下端刚和称盘接触,使链条自由下落。

求:下落长度x时,称的读数。

书中例题4.7 (p154)已知:长L= 4m,质量M = 150kg的船静止在湖面上,人的质量m= 50kg,人从船头走到船尾。

不计水的阻力。

求:人和船相对岸各移动的距离。

S s书中例题4.8 (p155)书中例题4.10 (P157)质量为M的园盘,悬挂在弹性系数为k的轻弹簧下端,有一质量为m的圆环从离园盘高h 处自由下落,与园盘做完全非弹性碰撞,碰撞时间很短,此后盘与环一起下降,试求下降的最大距离12。

书中例题4.13(P164)质量为M,长为L的匀质细杆的重心书中例题4.14 (P.166)用质心运动定理解4.7题。

火箭飞行问题开始时火箭的质量为M0,火箭壳体的质量为M,燃料相对火箭喷出的速度为u,开始时, 火箭静止,不计重力和其它力。

求:燃料烧尽后,火箭的速度。

dm 口v+uv+dv补充例题习题指导4 —4 (P74)两个形状完全相同、质量都为M的弧形导轨A和B,放在底板上,AB导轨与地面相切,有一质量为m的小物体,从静止状态由A的顶端下滑,高度为h。

所有接触面均为光滑的。

试求:小物体在B导轨上能上升的最大高度。

习题4.14一行李质量为m,垂直地轻放在传送带上,传送带的速率为v,它与行李间的摩擦系数为u。

求:(1)行李在传送带上滑动多长时间?(2)行李在这段时间内运动多远?(3)有多少能量被摩擦所消耗掉?第五章力矩与动量矩书中例题6.11(P214)人造卫星在椭圆轨道上运行,地球中心可看作固定点,近地点离地面的距离为439km,远地点离地面的距离为2384km,近地点速度为8.12km/s,地球半径为6370km。

求:卫星在远地点的速度V B=?书中例题6.12 (P.215)(重点)质量为m的小球系在绳子的一端,绳穿过一铅直套管,使小球限制在一光滑水平面上运动。

先使小球以速度v0绕管心作半径为r0的圆周运动,然后向下拉绳,使小球轨迹最后成为半径为r的圆。

试求:小球距管心r时速度v的大小,绳从r0缩短到r过程中,力F所作的功。

第六章刚体运动学书中例题5.1(P.182)装置如图,曲柄长度为 r ,与x 轴的夹角cot ,其中3为常量。

求:T 形连杆在t 时刻的速度和加速度。

书中例题飞轮的角速度在 12s 内由1200r/min 均匀地增加到 3000r/min 。

求:(1)飞轮的的角加速度;(2)在这段时间飞轮转过的圈数。

第七章刚体动力学书中例题6.1(P.198)已知:长为L ,质量为M 的均质细杆。

求:该杆对通过中心并与杆垂直的轴的转动惯量。

书中例题6.2(P.198)求:质量为M ,半径为R ,高h 的圆柱或园盘对过圆心且与盘面垂直转轴的转动惯量。

3MIJ ---------O例:书中例题6.1求了杆通过中心轴的转动惯量,用平行轴定理,求过端点且与杆垂直的轴的转动惯量。

例题:均匀薄圆板,质量为m,半径为R。

求:过圆心且在板面上的转轴的转动惯量。

补充例题:半径为R,长为L,质量为M的实心圆柱体对中心直径的转动惯量。

书中例题6.3 (P201)已知:滑轮半径为R,质量为M,绳子不可伸缩的轻绳,绳子与滑轮间无滑动,轴处无摩擦,两个悬挂物的质量分别为ml,m2。

求:两重物的加速度,滑轮的角加速度, 绳中的张力。

m2m i书中例题6.4 (P202)已知:两个皮带轮半径分别为R1,R2,质量分别为mi,m2,分别绕固定轴01, 02转动, 用皮带相连,轮1作用力矩M1,轮2有负载力矩M2,皮带与轮无滑动,轴处无摩擦。

求:轮1的角角速度。

M2已知:飞轮齿轮1绕转轴1的转动惯量J1= 98.0kgm2,飞轮齿轮2绕转轴2的转动惯量J2=78.4kgm2,两齿轮咬合传动,齿数比Z1 :Z2= 3: 2, r1 = 10cm,轴1从静止在10s匀加速到1500r/mi n,求:加在轴1上的力矩M和齿轮间的相互作用力Q。

书中例题6.7(p.209)一长为I,质量为m的匀质细杆AB,挂于A处,轴处无摩擦,初始时杆铅直静止。

求:使的杆由铅值位置刚好转至水平位置所需要的最小初角速度。

园盘滑轮质量 M ,半径R,绕轻绳,绳的另一端系一质量 统静止。

求:物体下降s 时,滑轮的角速度和角加速度。

书中例题6.13(p.217)长I ,质量M ,铅直悬挂,初始处于静止状态, 杆的中心受一冲量I 作用,方向与杆垂直。

求:冲量作用结束时,杆的角速度。

书中例题6.16(P.221)长为L ,质量为M 的均匀杆,一端悬挂,由水平位置无初速度地下落,在铅直位置与质量为 m 的物体A 做完全非弹性碰撞,碰后,物体 A 沿摩擦系数为 □的水平面滑动。

求:物体A 滑动的距离。

m 的物体,轴无摩擦,开始时系以力F将一块粗糙平面均匀压在轮上,平面与轮之间的滑动摩擦系数为卩,轮为匀质圆盘,半径为R,质量为M,轴处摩擦力不计,轮的初角速度为3,问:轮转过多少度时即停止转动。

书中习题6.22 (p228)一均质细杆,长L=1m,可绕通过一端的水平光滑的轴0在铅垂面内自由转动,开始时杆静止于铅直位置。

一子弹沿水平方向以v=10m/s的速度射入杆,射入点距离0点的距离为3L/4, 子弹的质量为杆质量的1/9。

试求:(1)子弹与杆共同运动的角速度。

(2)杆的最大摆角B第八章机械振动书中例题7.1(P.237)已知:A= 8cm, T= 4s, t= 0时,x= 4cm,向x轴正方向运动。

求:初相位书中例题7.7(P.245)已知:角频率3和振幅A,用旋转矢量法求以下情况的初相位和运动学方程:t = 0时,由平衡位置向x负方向运动。

t=0时,在x负方向一侧,离开平衡位置为振幅的一半,且向x轴负方向运动。

补充例题重物A质量为m,放在倾角为的光滑斜面上,并用轻质绳子跨过定滑轮与弹性系数为k 的轻弹簧连接,将物体由弹簧尚未改变形变的位置静止释放,并开始计时,试写出以平衡点为原点的物体的振动方程(滑轮的质量不计) 。

习题指导7.1如图所示,一直角均质细杆,水平部分杆长为I,质量为m,竖直部分杆长为21,质量为2m细杆可绕直角顶点处的固定轴水平杆的未端与劲度系数为k的弹簧相连,平衡时水平杆处于水平位置。

求:杆作微小摆动时的周期。

O无摩擦地转动,第九章波书中例题13.3 (下册p.139)平面简谐波的波函数为:y = 0.04cos n (50t-0.10x)求:波的振幅、波长、周期、波速及波的传播方向。

第八章静电场书中例题8.3 (p. 287)电偶极子:大小相等的异号点电荷+ q与一q,相距I 求:电偶极子中垂线上一点P的电场强度。

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