1、科学定律:
A) 是一种推测
B) 是绝对真理
C) 基于实验和观察的归纳总结
D) 代表科学家投票的多数意见
2、开普勒第二定律的基础是:
A) 牛顿第一定律 B) 动量守恒定理
C) 角动量守恒定理 D) 牛顿第三定律
3、一英寸等于
A) 25.4 厘米 B) 254 厘米
C) 2.54 厘米 D) 0.254 厘米
4、如图所示:连接两个物体之间的绳子上的张力与F力比:
A)更大
B)更小.
C)相等
D)无法判断.
5、如何解释施加在机翼上的提升力:
A) 帕斯卡定律 B) 阿基米德定律
C) 波义耳定律 D) 伯努利原理
6、一个汽轮机中蒸汽温度400°C,释放蒸汽冷凝器的温度120°C。引擎的卡诺效率为多少?
A) 30% B) 41.6%
C) 58.4% D) 70%
解:TH = 400°C = 673 K TC = 120°C = 393 K
eC = (TH - TC ) / TH = (673 K - 393 K) / (673 K)= 280 K / 673 K
= 0.416 = 41.6%
7、如果冰的比热容是0.5 卡/ 克×°C, 要想完全溶化200克初始温度为-10°C 的冰,需要添加多少热量? (知道它大约需要80卡路里的热量融化1克的冰,水的熔化潜热是80 卡 / 克)。
A) 1,000 卡 B) 14,000 卡 C) 16,000 卡 D) 17,000 卡
解:Q = mcDT = (200 g)(0.5 cal/g× °C)(10°C) = 1,000 cal
Lf = 80 cal/g Q = mLf = (200 g)(80 cal/g) = 16,000 cal
8、 如果物体运动的半径在匀速圆周运动中翻倍,而速率保持不变,则向心力变为原来的多少倍?
A.4 B.2 C.1 D.0.5 E.0.25
9、两个质量为0.2千克的物体在一个一米长的硬杆上(杆的质量忽略不计)如果杆绕着轴心转动,则其转动惯量为多少?
A) 0.02 千克·米平方 B) 0.05千克·米平方
C) 0.10千克·米平方 D) 0.40千克·米平方
解:I = mr2 = (0.2 kg)(0.5m)2 x 2 = 0.10 kg·m2
10、热力学第零定律表明:
A) 能量是守恒的
B) 热量从低温流向高温
C) 两个物体在达到热平衡时将拥有相同
的温度
D) 系统做功4.19焦耳和增加系统1卡路里
的热量而升温的效果是一样的
11、第一类永动机
A) 违反了热力学第一定律 B) 将会是一个很好的投资
C) 违反了热力学第二定律 D) 违反了热力学第零定律
12、第二类永动机
A) 违反了热力学第一定律 B) 将会是一个很好的投资
C) 违反了热力学第二定律 D) 违反了热力学第零定律
13、波义耳氏定律对理想气体在恒温状态下:
A) 压强乘以体积为常数 B) 压强乘以体积的平方为常数
C) 压强除以体积为常数 D) 体积除以压强为常数
14、热力学第一定律指出,系统内能的增加等于
A) 添加到系统的热量减去对系统所做的功
B) 添加到系统的热量加上对系统所做的功
C) 添加到系统的热量减去系统对外所做的功
D) 添加到系统的热量加上系统对外所做的功
15、旋转木马以0.005 rev/s2 的旋转加速度从静止开始旋转,则一分钟后它的旋转速度为多少?
A)0.005 rev/s B)0.03 rev/s C)0.05 rev/s D)0.30 rev/s
解:w = w0 + at = 0 + (0.005 rev/s2)(60 s) = 0.30 rev/s
16、理想气体的状态方程为:
A) P/V = NkT B) PV = NkT
C) PT = NkT D) PVT = Nk
17、汽车安装安全气囊的目的是:
A) 延长动量变化的时间,因此使乘客受力减小 B) 使乘客受力更大 C) 缩短受力时间 D) 降低汽车的动量
18、能量守恒定律表明:如果非保守力没有对系统做功,则:
A) 动能保持不变 B) 势能保持不变
C) 总的机械能保持不变 D) 动量保持不变
第二篇:《大学物理A》力学部分习题解答
第一章
1.2、质点在平面上运动,已知其位置矢量的表达式为(式中a,b为常数),则质点做
(A)、匀速直线运动;
(B)、变速直线运动;
(C)、抛物线运动;
(D)、一般曲线运动。 [ ]
解:,为常数,故质点做变速(加速度大小恒定,方向不变)直线运动,选(B)。
1.4、某物体的运动规律为,式中k为大于零的常数。当t=0时,其初速度为,则速度v和时间t的函数的关系是
(A)、;
(B)、;
(C)、;
(D)、。
解题思路:通过分离变量,可求得速度v和时间t的函数的关系
,故选(D)。
1.5、一个质点沿X轴作直线运动,其运动学方程为,则
(1)质点在时刻的速度= ,加速度= ;
(2)加速度为时,该质点的速度= 。
解:(1),当t=0时,V0=6m/s;,加速度a0=
(2)当时,,
=
1.7、一运动质点的速率与路程的关系为。(SI),则其切向加速度以S来表达的表达式为:来表达的表达式为: 。
解: 。
1.10、一质点做半径为0.1m的圆周运动,其运动方程为(SI),
则切线加速度为= 。
解:,
1.13、一质点从静止出发沿半径的圆周运动,其角加速度随时间的变化规律是,则质点的角速度= ,切向加速度= 。
解:,同理积分得:=。
1.18、某质点作直线运动的运动学方程为(SI),则该质点作
(A)匀加速直线运动,加速度沿轴正方向.
(B)匀加速直线运动,加速度沿轴负方向.
(C)变加速直线运动,加速度沿轴正方向.
(D)变加速直线运动,加速度沿轴负方向. [ ]
解: ,,
故加速度沿x轴负方向,故选(D)。
1.20、以下五种运动形式中, 保持不变的运动是
(A)单摆的运动 (B)匀速率圆周运动
(C)行星的椭圆轨道运动 (D)抛物运动
(E)圆锥摆运动 [ ]
提示:在(A)、(B)、(C)、(E)中均有变化,只有(D)中保持不变。
1.21、下列说法那一条正确?
(A) 加速度恒定不变时,物体运动方向也不变;
(B) 平均速率等于平均速度的大小;
(C) 不管加速度如何,平均速率表达式总可以写成;
(D) 运动物体速率不变,速度可以变化。 [ ]
提示:对(A)在抛物运动中,不变,但变化;
对(B),,,所以不对; 对(C)只有匀加速运动才有, 对(D)在匀速率圆周运动中,其速率不变。但是,速度的方向可以不断地发生变化。故选(D)。
1.22、质点作曲线运动,表示位置矢量,表示路程,表示切向加速度,下列表达是式中,
(1) (2)
(3) (4)
(A)只(1)、(4)是对的。
(B)只有(2)、(4)是对的。
(C)只有(2)是对的。
(D)只有(3)是对的 [ D ]
提示: ,,,, ,。
1.24、设质点的运动学方程为 (式中R、w 皆为常量) 则质点的=__________.
解: ,
,
式中和为方向矢量。
1.29、某人骑自行车的速率V,向正西方向行驶, 图1.10
遇到由北向南的风(设风速的大小也为V),则他感到风是从
(A)、东北方向吹来; 北
(B)、东南方向吹来;
(C)、西北方向吹来; 西 东
(D)、西南方向吹来。
解答:这是一道速度矢量合成的题,依题意, 南
人感到风是以人作为参考系,地对人的运动方向与风速相反 图1.11
按矢量 作图1.11,
故(C)、西北方向吹来,是正确答案。
1.30、在相对地面静止的坐标系内,A、B两船都以2m/s的速率匀速行驶。A船沿X轴正向;B船沿Y轴正向。今在A船上设置与静止的坐标系方向相同的坐标系(X、Y方向单位矢量用和表示)。那么,A船看B船,它对A船的速度为(速度的单位是m/s) Y
(A)、;(B)、;
(C)、;(D)、。
解答:这也是一道速度矢量合成的题, 0 X
依题意作图,所以(B)、为正确答案。 图1.12
1.31、一质点沿轴运动,其加速度与坐标的关系为
,如果质点在原点处的速度为零,试求其在任意位置处的速度?
解:,利用分离变量积分解此题
, 故 。
1.32、一质点沿半径为R的圆周运动,质点经过的弧长与时间的关系为
,式中b、c是大于零的常数。求从开始到达切线加速度与法线加速度大小相等所经过的时间。
解:,
由已知条件:。
第二章
2.6、一质量为M的质点沿x轴正向运动,假设该质点通过坐标为x的位置时速
度的大小为kx (k为正值常量),则此时作用于该质点上的力F =_________,该
质点从x = x0点出发运动到x = x1处所经历的时间Dt =_______.
解题思路:已知,
1、求F:即;
2、求Dt:根据得 两边积分得:
即
即有 。
2.17、质量为的子弹一速度为水平射入沙土中,设子弹所受阻力与速度方向相反,其大小与速度成正比,比例系数为,忽略子弹的重力。求:
(1)子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数?
(2)子弹射入沙土的最大深度?
解:(1)阻力大小与速度成正比,即,由牛顿运动第二定律和分离变量积分
,
即为子弹射入沙土后,速度随时间变化的函数;
(2)、,
时, 有最大值且为
。
第三章
3.1、一质量为1 kg的物体,置于水平地面上,物体与地面之间的静摩擦系数m 0=0.20,滑动摩擦系数m=0.16,现对物体施一水平拉力F=t+0.96(SI),则2秒末物体的速度大小v=______________。
题意分析:在0à1 s内, F<m0mg=1.96 ,未拉动物体.当拉力大于(克服)最大静摩擦力后,物体开始运动,力对时间积累的效果称为:合外力对物体在dt时间内的冲量。
解题思路:从题意分析中得出解题思路:由力对时间的积累,即力对时间的积分,求出冲量,再求速度。
解题:在1 sà2 s内,
由 mv – 0=I, 可得
v = I/m=0.89 m/s
3.4、设作用在质量为1kg的物体上的力F=6t+3(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2.0s的时间间隔内,这个力作用在物体上的冲量大小I = 。
物体做直线运动,可标量运算
.
3.5、一质量为 的物体,以初速 成从地面抛出,抛射角 ,如忽略空气阻力,则从抛出到刚要接触地面的过程中(1)
物体动量增量的大小为 。(2)
物体动量增量的方向为 。 提示:图3.1
物体动量增量的方向为垂直向下。
3.13、如图3.5,用传送带A输送煤粉,料斗口在A上方高h=0.5 m处,煤粉自料斗口自由落在A上.设料斗口连续卸煤的流量为,A以v=2.0 m/s的水平速度匀速向右移动.求装煤的过程中,煤粉对A的作用力的大小和方向.(不计相对传送带静止的煤粉重量)
解:煤粉自料斗口下落,接触传送带前具有竖直向下的速度 图3.5
设煤粉与A相互作用的Dt时间内,落于传送带上的煤粉质为:
设A对煤粉的平均作用力为,由动量定理写分量式:
,
将 代入得
,
图3.6
N,与x轴正向夹角为
a =arctg (fx/fy) =57.4°由牛顿第三定律煤粉对A的作用力f′= f = 149 N,方向与图中相反。
3.17、质量为m的物体,初速极小,在外力作用下从原点起沿x轴正向运动.所受外力方向沿x轴正向,大小为F = kx.物体从原点运动到坐标为x0的点的过程
中所受外力冲量的大小为__________________.
解: 因为 和
上式两边乘
上式两边同时积分:
,,
所以
故所受外力冲量
第四章
4.2、一个质点同时在几个力作用下的位移为:
(SI)
其中一个力为恒力 (SI),则此力在该位移过程中所作的功为
(A) -67 J.
(B) 17 J,
(C) 67 J.
(D) 91 J. [ ]
解:功的定义为:,则
由矢量代数知识可知:
,故(C)为正确答案。
4.5、质量m=2?kg的质点在力(SI)的作用下,从静止出发沿x轴正向作直线运动,求前三秒内该力所作的功.
解题思路:应用变量变换积分法求解
,
而质点的速度与时间的关系为 有
即
所以力所作的功为
=729?J
4.14、一链条总长为l,质量为m,放在桌面上,并使其部分下垂,下垂一段的长度为a.设链条与桌面之间的滑动摩擦系数为m.令链条由静止开始运动,则
(1)到链条刚离开桌面的过程中,摩擦力对链条作了多少功?
(2)链条刚离开桌面时的速率是多少?
解:(1)建立坐标. 某一时刻桌面上全链条长为y,
则摩擦力大小为:
摩擦力的功
= =
(2)以链条为对象,应用质点的动能定理
∑W=
其中 ∑W=WP+Wf ,v0 = 0 ,
WP ==
由上问知 ,所以
得
4.21、一质量为m的质点,在半径为R的半球形容器中,由静止开始自边缘上的A点滑下,到达最低点B时,它对容器的正压力为N.则质点自A滑到B的过程中,摩擦力对其作的功为 :
(A) ;
(B) .
(C) ;
(D) . [ ]
图4.12
由静止从A点下滑到B点,机械能的改变转化为摩擦力的功。
2、应用物理学原理:
(1)
(2)
3、数理逻辑推理,联立上述方程解题:
(3)
4、结论:摩擦力对其作的功为 :
(A)为正确答案。
4.24、解释下列现象:
(1)逆流航行的船只,行到水流很急的岸边时,就会自动地向岸边靠拢;
(2)打开的门窗,如果有大风平行门面吹过,门窗会自动地闭合,然后又打开;
(3)烟囱越高,通风效果越好,即把烟从火炉中排出的本领越大;
(4)汽车驶过时,路旁的纸屑常被吸向汽车。
答:(1)因为船只一侧与岸边所形成的水流管道变窄,流速变大,根据同一水平面上的伯努利方程可知,这个水流管道内的压强减小,而船只另一侧的压强不变,这样,在压强差的作用下,船只就会被自动地挤向岸边。
(2)当大风平行门面吹过时,门窗外空气的流速变大,根据同一水平面上的伯努利方程可知,压强减少,而屋内的压强不变,即屋内的压强大于门窗外空气的压强,在压强差的作用下,门窗会自动闭合;而与此相反的是,大风过后,门窗外空气的流速变小,压强增大,门又会慢慢打开。
(3)从火炉口到烟囱口连成的流管中,火炉口的压强和烟囱口的压强相等,都等于大气压,根据伯努利方程,,烟囱口的位置高,大,烟在这里流速慢,火炉口位置低,烟的流速大,即把烟从火炉中排出本领大,“拔”火能力强。
(4)因为在汽车驶过时,汽车尾部的空气流动加快,流速增大,根据同一水平面上的伯努利方程,,空气流所在位置的压强减小,而路旁空气的压强不变;这样,形成了压强差,于是,路旁的纸屑就被“吸”向汽车。
4.26、有一水桶截面甚大,桶内水深,在桶底开一面积为的小孔,使水能连续流出,问水的流量为多少?
解:根据小孔流速公式,水能连续流出小孔时的流速为
流量:
第五章
5.2、质量为的质点以速度沿一直线运动,则它相对直线外垂直距离为的一点的角动量大小是 。
提示:
5. 5、X轴沿水平方向,Y轴竖直向下,在时刻将质量为的质点由a处(距离坐标原点O为b)静止释放,让它自由下落,则在任意时刻t,质点所受的对原点O的力矩 ,在任意时刻t,质点对原点O的角动量 .。
提示:或
5.9、有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:
(1)这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;
(2)这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩可能是零;
(3)当这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定是零;
(4)当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定是零。
在上述说法中,
(A)只有(1)是正确的。
(B)(1)、(2)正确,(3)、(4)错误。
(C)(1)、(2)、(3)都正确,(4)错误。
(D)(1)、(2)、(3)、(4)都正确。 [ ]
解:力作用在一个有固定转轴的刚体上,其力矩垂直于轴作用时才能产生转动,(1)和(2)是正确的;但是,当两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩不一定是零,同理当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也不一定是零,所以(3)和(4)是错误的。故选(B)。
5.13、有一半径为R的水平圆转台,可绕过其中心的竖直固定光滑轴转动,转动惯量为J。开始时,转台以角速度ω0转动,此时有一质量为M的人站在转台中心,随后人沿半径向外跑去。当人到达转台边缘时,转台的角速度为
(A)、;
(B)、;
(C)、;
(D)、ω0。 [ ]
解:根据题意可知:人沿半径向外跑去,系统所受合外力矩为零,系统的角动量守恒,即 ,
(当人到达转台边缘时,系统的转动惯量为),故选(A)。
5.16、一长为L的轻质细杆,两端分别固定质量为M和2M的小球,此系统在竖直平面内可绕过其中心点O且与杆垂直的水平固定轴转动。开始时,杆与水平成60º角,处于静止状态,无初速度地释放后,杆球系统绕O转动,杆与两小球为一刚体,绕O轴转动惯量 。释放后当杆转到水平位置时,刚体受到的合外力矩 ,角速度 。
解:对O点杆球系统的转动惯量为: 2m
, O X
m水平时, 图5.11
,
.
5.21、质量为的一桶水悬于绕在辘轳上的绳子下端,辘轳可视为一质量为的圆柱体,桶从井口由静止释放,求桶下落过程中的张力,辘轳绕轴转动时的转动惯量为,其中M和R分别为辘轳的质量和半径,摩擦忽略不计。
解: (1)
(2)
(3)(2) 联立(1)、(2)和(3)得
对: 图5.15
(2)
对滑轮应用转动定律:
(3)
角量与线量
(4)
联立(1)、(2)、(3)和(4)式,
解得:
,
。
5.28、长为l,质量为M的匀质杆可绕通过杆一端O的水平光滑固定轴转动,转动惯量为,开始时杆竖直下垂,如图所示,有一质量为m的子弹以水平速度射入杆上A点,并嵌在杆中,OA=2l / 3,则子弹射入后瞬间杆
的角速度_____________
解:由上题可知:杆和子弹组成的系统中角动量守恒,
即 ,