1.对一个绕固定水平轴O 匀速转动的转盘,沿如图1所示的同一水平直线从相反方向射入两颗质量相同、速率相等的子弹,并留在盘中,则子弹射入后转盘的角速度 ( )。
A .可能增大可能减小
B .减小
C .增大
D .不变
题1图
2.一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑轴O 旋转,初始状态为静止悬挂,现有一个小球自左方水平打击细杆,设小球与细杆之间为完全弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统( )。
A .机械能守恒
B .对转轴O 的动量矩守恒
C .动量守恒
D .机械能、动量和动量矩均不守恒
3. 一力学系统由两个质点组成,它们之间只有引力作用,若两质点所受外力的矢量和为零,则此系统( )。
A.动量、机械能以及对一轴的角动量都守恒
B.动量、机械能守恒,但角动量是否守恒不能断定
C.动量守恒,但机械能和角动量是否守恒不能断定
D.动量和角动量守恒,但机械能是否守恒不能断定
4. 一个质点在几个力同时作用下的位移为456r i j k ∆=-+,其中一个力为恒力
349F i j k =--+,则这个力在该位移过程中所做的功为 ( )。
A.62 J
B.91 J
C.17 J
D.-67 J
5. 均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,今使棒从水平位置由静止开始自由下摆,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述情况中哪一种说法是正确的
( )。
A.角速度从小到大
B.角速度从大到小
C.角加速度从大到小
D.角加速度从小到大
6. 花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为J0,角速度为ω0,
然后她将两臂收回,使转动惯量减少为2J0/3,这时她转动的角速度变为( )。
A. ω0 /3
B.2ω0 /3
C.3ω0
D.3ω0/2
7.质点沿半径为R的圆周运动,运动方程为θ=1+2t2(SI),则t时刻质点的法向加速度大小
为a n= ;角加速度β= 。
8.设作用在质量为1kg的物体上的力F=4t+5(SI),如果物体在这一力的作用下,由静止开始沿直线运动,在0到 2.0 s的时间间隔内,这个力作用在物体上的冲量大小I= 。
9.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表示卫星的引力势能。
11.光滑的水平桌面上,有一长为L、质量为m的匀质细杆,可绕过其中点且垂直于杆的竖
直轴自由转动,起初杆静止,有两个质量均为m的小球,沿桌面正对着杆的两端,在垂直于杆长的方向上,以相同速率v相向运动,当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后,就与杆粘在一起转动,则这一系统碰撞后的转动角速度应为。
12.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在铅直面内自由转动,开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆时,它的初角速度等于,初角加速度等于。
s=ct/2,其中c 13.一质点沿半径为R的圆周运动,质点所经过的弧长与时间的关系为2
是常量。
则从t=0开始到达切向加速度与法向加速度大小相等时所经历的时间为。
14. 地球的质量为m,太阳的质量为M,地心与日心的距离为R,引力常数为G,则地球
绕太阳做圆周运动的轨道角动量为。
15.设地球质量为M,万有引力恒量为G,一质量为m的宇宙飞船返回地球时,可以认为它只是在地球引力场中运动(此时发动机已关闭)。
当它从距地球中心2R处下降到R 处时,它所增加的动能应等于。
16. 花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为J0,角速度为ω0,然后她将两臂收回,使转动惯量减少为3J0/4,这时她转动的角速度变为。
17.如图2所示,用余弦函数描述一谐振动。
已知振幅为A,周期为T,初相位φ=
-π/3,则振动曲线为()。
图2
18.一质点做谐振动,周期为T。
当它由平衡位置向x轴正方向运动时,从二分之一最大位
移处到最大位移处这段路程所需要的时间为( )。
A.T/4
B.T/12
C.T/6
D.T/8
19.一根均匀棒,长为l,质量为m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在铅直面内自由转动,开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆时,它的初角速度等于,初角加速度等于。
20.一竖直悬挂的弹簧振子,自然平衡时弹簧的伸长量为x0,此振子自由振动的周期T= 。
21.一质点做谐振动,速度的最大值Um=5 cm/s,振幅A=2 cm。
若令速度具有正最大值的那一时刻为t=0,则振动表达式为。
计算题:
v时关1. (本题10分)一艘质量为m的电动摩托艇在水面行驶。
当电动摩托艇速度为
0闭发动机,此后受一个与它速度方向相反的阻力作用,其大小与它的速
度平方成正比,比例系数 为常数,求电动摩托艇在关闭发动机后又行
驶x距离时的速度。
2. (本题10分) 一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力为F = 400-4 t×105/3 (SI),
子弹从枪口射出时的速率为400 m/s,假设子弹离开枪口处合力刚好为
零,求:(1)子弹在枪筒中所受力的冲量I;(2)子弹的质量m。
3. (本题10分) 一轻绳绕在半径r =20 cm 的飞轮边缘,在绳端施以F=60 N 的拉力,
飞轮的转动惯量J=0.4 kg·m2,飞轮与转轴间的摩擦不计,(见图A)
(1) 求飞轮的角加速度;
(2) 如以重力F g=60 N的物体m挂在绳端(见图B),试计算飞轮的角加速
度。
(g=10m/s2)
1. (本题9分)有一质点沿x轴做直线运动,t时刻的坐标为x=t2-4t (SI),试求:
(1)第2秒内的平均速度;
(2)第2秒末的瞬时速度;
(3)3秒内的路程。
2. (本题10分)已知一质量为m的质点在x轴上运动,质点只受到指向原点的引力的作用,引力大小与质点离原点的距离x的平方成反比,即f= -k/x2,k是比例常数,设质点在x=A 时的速度为零,求x=A/4处的速度的大小。
3.(本题10分) 质量m=1 kg的物体,从静止出发在水平面内沿x轴运动,其所受合力方向
与运动方向相同,合力大小为F=3+2x2(SI),求:物体在开始运动的3 m内
(1)合力做功W;(2)x=3 m时,其速率v;加速度a。
4.(本题12分)在一平板上放一质量为m=5kg的物体,平板在竖直方向做谐振动,其振动周期为T= s,振幅A=4cm,当物体处于2cm且向竖直正方向运动时开始计时,求:(1)该物体的振动方程;(2)最大加速度及最大振动能量。
5. (本题10分)设两重物的质量分别为m1和m2,系在轻绳两端,轻绳跨在定滑轮的两侧且
m1>m2。
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。
部分计算题答案
1、(本题10分) 解:2dv
ma m v dt β==- 3分
2dv
dv
dx
dv
v v dt m dx dt dx β
=-=⋅= 3分
dv
dx v m β
=-
00
v x v dv
dx v m β
=-⎰⎰ 2分 0kx
v v e -= 2分
2、(本题10分)
解:(1)54
4001003F t =-⨯= 所以33103t s ms -=⨯=
3分 3
310504(40010)0.6()3I Fdt t dt SI -⨯==-⨯=⎰⎰
3分 (2)根据动量定理 00.6I mv =-= 得到 1.5m g =
4分 3、(本题10分) 解:(1)rF J β= 0.260
30(/)0.4rF
rad s J β⨯=== 3分
(2)g F T ma -= 1分 'rT J β= 2分 'a r β= 2分 2'18.75(/)mgr
rad s mr J β==+ 2分
5、(本题12分) 解:(1)22(/)rad s T πω== 3πφ=- 振动方程为:0.04cos(2)()3
y t SI π
=- 6分 (2)20.16()m a A SI ω== 220k m ω== 221
1.610()2E kA J -==⨯
6分。