力学选择题1. 质点沿x 轴运动,运动方程为x =2t 2+6(SI),则质点的加速度大小为( B ) A. 2m /s 2B. 4m /s 2C. 6m /s 2D. 8m /s 22. 质点作曲线运动,若r 表示位矢,s 表示路程,v表示速度,v 表示速率,τa 表示切向加速度,则下列四组表达式中,正确的是( B )(A)a dtdv=,v dt r d =(B) τa dt v d =,v dt r d =(C)v dt ds =,τa dt v d = (D) v dt r d = ,a dtvd = ; 3. 质点作直线运动,其运动学方程为2t t 6x −=。
在s 1t=到s 4t =的时间内质点的位移和路程分别为( D )。
(A) 3 m ,3 m (B) 9 m ,10 m (C) 9 m ,8 m (D) 3 m ,5 m4. 某物体的运动规律为t k t 2d /d v v −=,式中的k 为大于零的常量.当0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系是( C )。
(A) 0221v v +=kt (B) 0221v v +−=kt (C) 02121v v +=kt , (D) 02121v v +−=kt5. 在忽略空气阻力和摩擦力的条件下,加速度矢量保持不变的运动是( C )A.单摆的运动B.匀速率圆周运动C.抛体运动D.弹簧振子的运动 6.在单摆由a 点经b 、c 、d 运动到e 点的过程中,各点加速度方向的示意图是( D )7. 如图所示,一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,则( B )(A) 它的加速度方向永远指向圆心,其速率保持不变 (B) 它受到的轨道的作用力的大小不断增加(C) 它受到的合外力大小变化,方向永远指向圆心 (D) 它受到的合外力大小不变,其速率不断增加8. 在同一高度上抛出两颗小石子,它们的初速度大小相同、方向分别沿45°仰角方向和水平方向,忽略空气阻力,则它们落地时的速度( B ) A.大小不同、方向不同 B.大小相同、方向不同 C.大小相同、方向相同 D.大小不同、方向相同 9. 质点系机械能守恒的条件是( A )A.外力作功之和为零,非保守内力作功之和为零B.外力作功之和为零,非保守内力作功之和不为零C.外力作功之和为零,内力作功之和为零D.外力作功之和为零,内力作功之和不为零10. 质点在a 、b 两点的弹性势能分别221a kx 和221b kx ,则在质点由b 运动到a 的过程中,弹性力做功为( A )A.222121a b kx kx −B.222121ba kx kx − C.2)(21b a x x k −D.)(21b a x x k −−11. 一辆装有沙子的小车以初速度v 沿水平方向运动,忽略一切阻力,若在运动过程中沙子不断地洒落,则装有沙子的小车( B ) A.速度不变,动量不变 B.速度不变,动量改变 C.速度改变,动量不变D.速度改变,动量改变12. 如图所示,一绳穿过水平光滑桌面中心的小孔联结桌面上的小物块。
令物块先在桌面上作以小孔为圆心的圆周运动,然后将绳的下端缓慢向下拉,则小物块的( D ) (A) 动量、动能、角动量都改变 (B) 动量不变,动能、角动量都改变 (C) 动能不变,动量、角动量都改变 (D) 角动量不变,动能、动量都改变13. 如图所示,均匀木棒可绕过其中点的水平光滑轴在竖直面内转动。
棒初始位于水平位置,一小球沿竖直方向下落与棒的右端发生弹性碰撞。
在碰撞过程中,小球和棒组成的系统( C ) (A) 动量守恒,动能守恒 (B) 动量守恒,角动量守恒 (C) 角动量守恒,动能守恒 (D) 只有动能守恒14. 如图所示,均匀木棒OA 可绕过其端点O 并与棒垂直的水平光滑轴转动。
令棒从水平位置开始下落,在棒转到竖直位置的过程中,下列说法中正确的是( B ) (A) 角速度从小到大,角加速度从小到大 (B) 角速度从小到大,角加速度从大到小 (C) 角速度从大到小,角加速度从大到小 (D) 角速度从大到小,角加速度从小到大15. 如图,杆的长度为L ,它的上端悬挂在水平轴O 上,杆对O 的转动惯量为J.起初,杆处于静止状态.现有一质量为m 的子弹以水平速度v0击中杆的端点并以速度v 穿出,此时杆的角速度为( C ) A.JL v v m )-(0B.JL v v m )(0+C.Jv v mL )-(0D.J v v mL )(0+16. A 、B 两木块质量分别为A m 和B m ,且B m =2A m ,两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平桌面上,如图所示。
今用外力将两木块压近,使弹簧被压缩,然后将外力撤去,则此后两木块运动动能之比kB kA E E /为 ( )OOAA. 1/2B. 2C.2 D. 2/217. 花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为J 0,角速度为ω0。
然后她将双臂收回,是转动惯量减少为31J 0。
这时她转动的角速度变为( )A. 31ω0 B. ()3/1ω0 C. 3ω0 D. 3ω0填空题1. 质点的运动方程为r =4t i +2t 2j (SI),则当t =1s 时,速度方向与x 轴正方向间的夹角为_______. 答案: 45°2. 以质点沿X 轴作变加速直线运动。
设t=0时,质点的位置坐标为0x ,速率为0v ;加速度随时间的变化关系为2ct a =(c 为正常数),则质点在t 时刻的速率()=t v ,其运动方程()=t x 。
答案:3031ct v + ,400121ct t v x ++3. 一质点作半径为R 的圆周运动,其路程S 随时间t 变化的规律为S=bt+12ct 2,式中b 、c 为正的常量。
则在任一时刻t ,质点的切向加速度a τ=_______,法向加速度a n =_______。
答案:a τ=c ,a b ct Rn =+()24. 一质点在X-Y 平面内运动,其运动学方程为()j t i t r22192−+=。
当=t 秒时,质点的位矢与速度恰好垂直;当=t 秒时,质点离原点最近。
答案:3,35. 质点从t =0时刻开始由静止沿x 轴运动,其加速度a =2t i (SI),则当t =2s 时该质点的速度大小为_____m /s. 答案: 46. 质点运动学方程为j i r 25.0t t +=,当t=1s 时,此质点的切向加速度大小为 。
答案:0.707m/s -27. 质点沿半径为2m 的圆周运动,在5s 内速率由1001−⋅s m 均匀地减至601−⋅s m 。
则质点的角加速度大小为 ,转过的总转数为 转。
答案:4,31.88. 质量为0.25 kg 的质点,受力i t F = (SI)的作用,式中t 为时间.t = 0时该质点以j2=v (SI)的速度通过坐标原点,则该质点任意时刻的位置矢量是_____。
答案:j t i t 2323+ 9. 一质量为0.5kg 的质点,从原点由静止开始沿x 轴正向运动,其速度与位置的关系为v =3x ,则在x =2m 处质点在x 方向上所受合力的大小为 N 。
答案:910. 已知一质量为1.0 kg 的质点在力F 作用下沿x 轴运动,运动学方程为x =3t -4t 2+t 3(SI),在0到4 s 的时间间隔内,力F 的冲量I = ;力F 对质点所作的功W = 。
答案:s N I ⋅=16, m N W ⋅=176计算题1. 在光滑水平桌面上,一质量为m 原静止的物体,被一锤所击,锤的作用力沿水平方向,其大小为)0(sin0ττπ<<=t t F F 。
求:(1)锤力在0—τ 时间内对物体所作的功; (2)物体在任一时刻t 的速度。
解:由动能定理2202)(20)(21πττm F mv A =−=2. 一个力F 作用在质量为 1.0 kg 的质点上,使之沿x 轴运动。
已知在此力作用下质点的运动学方程为x =3t -4t 2+t 3(SI).在0到4 s 的时间间隔内, 求:(1) 力F 的冲量大小I ;(2) 力F 对质点所作的功W 。
解:由题意物体沿x 轴运动, 则2383t t dt dx v +−==,86−==t dtdva , ()86−==t m ma F (1分) (1) ()()s N tt dt t m Fdt I t t ⋅=−=−==⎰⎰168386402421(也可用动量定理来求) (2) ()()⎰⎰⎰⎰+−−====40238386dt t t t m Fvdt dt dtdxFFdx Wm N ⋅=176 (也可用动能定理来求)3. 一质量为m 的质点,仅在x 方向受到随时间t 变化的外力F x =F 0⎪⎭⎫⎝⎛−T t 1作用(式中F 0和T 均为正值恒量),在t =0时由静止开始沿x 轴运动,求: (1)质点加速度为零的时刻;(2)在0到T 这段时间内质点受到冲量的大小; (3)利用动量定理,求t =T 时质点的速率v .解: (1)由⎪⎭⎫⎝⎛−=T t F F x 10可看出,当T t =时外力为零,质点加速度为零。
FFF 0O τ/2 τ t)cos (sin )(sinτππττπτπt 1m F dt t m F t v dtdv m ma t F F 0t 000−=⎰====m Ox F(2)质点在0到T 这段时间内受到的冲量21000T F dt T t F I T=⎪⎭⎫ ⎝⎛−=⎰(3)由动量定理:020−=mv T F ,此时质点的速率mTF v 20=。
4. 如图,一匀质木棒长为l ,质量为M ,可绕支点O 自由转动。
一质量为m 、速率为v 的子弹水平射入棒内距支点为r 处,求:(1)棒与子弹一起开始转动时的角速度;(2)碰撞前后子弹和木棒组成的系统的动能损失。
解:在子弹射入的瞬间,合外力矩为零,则角动量守恒5. 如图所示,设两重物的质量分别为m 1和m 2,且m 1>m 2,定滑轮的半径为r ,对转轴的转动惯量为J ,轻绳与滑轮间无滑动,滑轮轴上摩擦不计.设开始时系统静止,试求t 时刻滑轮的角速度。
解:作示力图.两重物加速度大小a 相同,方向如图.m 1g -T 1=m 1aT 2-m 2g =m 2a设滑轮的角加速度为α,则(T 1-T 2)r =J α 且有 a =r α 由以上四式消去T 1,T 2得:()()Jr m m gr m m ++−=22121α 故张力()()2211212212221222m r JT m gm m r J m r JT m g m m r J +=+++=++开始时系统静止,故t 时刻滑轮的角速度.()()Jr m m grt m m t ++−==22121 αω6.在高速旋转的微型电机里,有一圆柱形转子可绕垂直其横截面并通过中心的转轴旋转。