运动学作业答案
(1 ) a t t 3 t
an at
(2) 3t ds dt
s R 1 2
2
3
3 2 t
2
5m
0.5rad
19
二、填空题
2.质点运动方程为 x=4t-t2(m),该质点从 t=0 时刻,在3(S)内质点的位移为 3 其通过的路程为 5 (m)。
(m),
7
3.质点沿x轴运动,其加速度方程为a=4t,初始 条件为t=0时υ0=0,x0=10(m),则质点的速 度方程为 2t
2
,位移方程为 x 10
s R R ( A Bt A ) RBt
3 3
a
ds dt
3 RBt
2
d dt
6 RBt
an
2
9 RB t
2
2
R
16
5.一质点沿x轴正向运动(向右),已知其 速度为υ=8+3t2m/s ,当t=8s时,质点位于原点 左侧52m处, 试求(1)质点的运动方程; (2)质点的初速度和初位置
2
A.
C. 1
1 2
kt
kt
2
2
0
1
B.
D. 1
1 2
kt 0
2
2
kt 2
2
0
1
0
10.下列说法正确的是 B. 加速度为零, B. 加速度大, 则速度必为零 则速度必定大 C. 加速度向东, D. 加速度与速度本身数值 则速度必定向东 无关,只与速度的变化有关
5
11.一质点作定向直线运动,下列说法正确的是 A. 位置矢量方向一定恒定,位移方向一定恒定; B. 位置矢量方向不一定恒定,位移方向一定恒定; C. 位置矢量方向一定恒定,位移方向不一定恒定; D. 位置矢量方向不一定恒定,位移方向不一定恒定
12. 质点沿直线运动的a-t图,且已知t=0时, 0 则直线下部分的面积表示
解: dx
(8 3 t ) dt
2
x x0 8t t
3
t 0 , 0 8
t 8 , x 52
x 0 628
17
6.飞轮绕固定轴转动,角加速度为β=Acos,t =0时,0=/6 ,0=0。
求:当 =/2时,角速度为多少?
d dt
d d
d A cos d
2
6
d A cos d
0
A
18
7.一质点沿半径为3m的圆周运动,切向加速 度at=3m·-1,问(1)经过多少时间,它的总加 s 速度的方向与半径方向成450;(2)在上述时 间内,质点经过的路程和角位移各是多少?
A. d dt a
B. dr dt
C.
ds dt
D.
d dt
a
1
4.一运动质点在某瞬时位于矢径 r ( x , y )
3.下列说法正确的是 A.加速度恒定不变时,质点运动方向也不变; B.平均速率等于平均速度的大小; C.当质点的速度为零时,其加速度必为零; D.质点作曲线运动时,质点速度大小的变化 是因为有切向加速度,速度方向的变化是因为 有法向加速度。
1.一质点沿x轴运动,且加速度与速度的关系
a k
(k为常数),初始位置为x0初始速度为υ0, 试求:(1)速度方程;(2)位移方程。
解
d
kdt
0e
kt
kt
dx dt
0e
x x0
0
k
(1 e
kt
)
12
2.一张致密光盘(CD)音轨区域的内半径 R1=2.2cm,外半径R2=5.6cm,径向音轨密度N=650 条/mm。在CD唱机内,光盘每转一圈,激光头沿径 向向外移动一条音轨,激光束相对光盘是以v=1.3m/s 的恒定线速度运动。求:(1)这张光盘的全部放音 时间是多少?(2)激光束达到离盘心r=5.0cm处时, 光盘转动的角速度和角加速度各是多少? 解: (1)沿径向dr宽度内音轨长度为2πrNdr,激 光束划过这样长的音轨用的时间为dt= 2πrNdr/v,由 此得光盘的全部播放时间为
的端点处,其速度的大小为
A.
dr dt
B.
dr dt
C.
d |r | dt
D.
dx dy dt dt
2
2
2
5.一质点的运动方程为x=4t-t2(m),则该质点 的运动是 A.匀加速直线运动 C. 匀速直线运动 B. 匀减速直线运动 D. 变速直线运动
v r 1 .3 / 0 .0 5 2 6 ra d / s
角加速度为
d dt v dr r
2
v r
2
v 2 rN
v
3 3
dt
2 r N
3 .3 1 1 0
3
ra d / s
14
2
3.已知质点在铅直平面内运动,运动方程为
r 5 t i ( 15 t 5 t ) j (SI)
1 2 2 1 i j 1 2 2
at
45
an a
at 5i 5 j
a n a a t 5i 5 j
15
4. 在半径为R圆周上运动的质点,其运动方程为
A Bt
3
试求: (1)路程与时间的关系式; (2)速率与时间的关系式; (3)切向加速度和法向加速度的表达式。
C. 2c
D.
a 4c
2
2
8.一质点沿x轴运动,其速度与时间的关系式 为=4+t2。 当t=3s时质点位于x=9cm处,则质 点的位置与时间的关系为
A. x 4t 1 3 1 t 12
3
B . x 4t
1 3
t 12
3
C . x 4t
t
2
2
D. x=2t
4
9. 某物体的运动规律为 d / dt k t ,式中的 k为大于零的常数。当 t=0 时,初速为0,则速 度与 t 的函数关系是
8.某质点位于P点,从t=0时开始以v=A+Bt (A、B均为常数)的速率绕圆心O作半径为R的 圆周运动。当质点运动一周再经过P点时切向加 速度的大小at= B ,法向加速度的大小 2 A an= 4B 。
R
10
9.一质点沿x轴运动,其运动方程为: x=3+5t+6t2-t3(SI),则质点在t=0时,速 度0= 5m s ,当质点的加速度为零时, 其速度= 17m s 。
1
1
10. 质点在某一时刻位置矢量为 r0 ,速度为 t 时间内,经任一路径回到出发点,此时速度为 ,其大小和方向与 相同,则在 t 时间内 0 , 位移 r = 0 ,平均速度 = 2 平均加速度 a = ,
0
1
0
0
t
11
三、计算题
2 3
3 。 t
4.已知加速度与位移的关系式为a=3x+2m·2, s 当t=0 时,υ0=0,x0=0,则速度υ与位移x的关 系式为 2 3 x 2 4 。 x
8
5.一质点在xoy平面内运动,运动方程为
x 2 t , y 19 2 t
2
则在第2s内质点的平均速度大小为 2 10 ,2s 末瞬时速度大小为 2 17 。
6.质点运动方程 r R cos t i R sin t j 式中R、ω为常量,则该点的速度 R ( sin ti cos tj ) ,质点的切向加速度
的大小at= a n= R 2
0
,质点的法向加速度的大小
9
。
7.一质点沿半径为0.1m的圆周运动,其运动方 程为θ=2+t2(式中θ以弧度计,t以秒计)。质 点在第1秒末的速度为 0.2 ,切向加速度 为 0.2 。
0
A. 0→t1段时间内质点所通过路程; B. 0→t1段时间内质点所通过位移; C. t1时刻质点的速度大小; D. 0→t1段时间内质点的平均速度大小。
6
2 1.一质点的运动方程为 r 2 t i ( 2 t ) j ( m ) 2 则轨迹方程是 x 4 y 8, 速度方程是 2i 2tj, 任意时刻质点的加速度为 a 2 j 。
2
求t=1s时的法向加速度、切向加速度。
5 i ( 15 10 t ) j
a 10 j
2 2 n
at d dt
5 ( 15 10 t )
2
2
a 总 10
2 t
5 2
0
a总 a a
an 5 2
1 5i 5 j
a t ( a 1 ) 1
R2
T
R1
2 rN d r v
N
v
( R 2 R1 ) 4 .1 6 1 0 s 6 9 .4 m in
2 2 3
13
2.一张致密光盘(CD)音轨区域的内半径 R1=2.2cm,外半径R2=5.6cm,径向音轨密度N=650 条/mm。在CD唱机内,光盘每转一圈,激光头沿径 向向外移动一条音轨,激光束相对光盘是以v=1.3m/s 的恒定线速度运动。求:(1)这张光盘的全部放音 时间是多少?(2)激光束达到离盘心r=5.0cm处时, 光盘转动的角速度和角加速度各是多少? 解: (2)角速度为