力学练习题解答(郑永令)
1-1 解:运动方程
速度:
(1)
(2)
(3)
1-5 解:运动方程
速度:
加速度
圆周运动,
,所以质点作匀速率圆周运动。
1-13 解:设沿水平有一微小的移动
由图可得绳子的伸长量:
速度的变化量
加速度
另解:
(1)
速度:
(1)式求导
加速度
1-14 解:(1)建立如图坐标系,由题可知:
所以:
速度
加速度:
另解(2):设
时间内B点移动
则:
速度
加速度
1-19解:建立如图所示坐标
所以,t时刻
(1)
(2)
着地时:
所以:
代入(1)式得:
X取极值时
,得:
,
。
1-24解:由题意可得A的的速率与物体的速率相同
切向加速度
法向加速度
总加速度
或
1-27解:取极坐标,由题意可知物体的运动速率为
,与径向的夹角为150度。
(1)
(2)
时,
得:
加速度
时刻的加速度
1-28
2-16解:由牛顿定律得
整理得:
积分得:
极限速度
若:
,
则:
质量大的落得快。
2-24解:分析物体受力,列方程
速度较大时
解得:
速度较小时
解得:
3-25 解:(1)由题意可得,t时刻桶中水的质量为
(1)
应用动量守恒定理
(2)
所以:
(2)由动量守恒定理得
(3)
所以:
(4)
(5)
2-26解:两物体以共同的速度运动
有
力较大时,物快有向上滑的趋势。
力较小时,物快有向下滑的趋势。
2-28解:(1)对两物体分别列方程;设
沿杆,
竖直向下。
绳子的张力:
(2)不发生摆动时两物体加速度相等,即合力沿杆方向。
视为整体
得:
对
物体,设线与竖直方向的夹角为
,有:
解得:
,即线与杆垂直。
2-29解:以车为参考点(非惯性系),则物体除受重力、绳的拉力外,还受惯性力-
脱离地面
3-7解:由动量定理得
所以:
周期;
所以
3-10解:水平方向动量守恒
所以有:
3-20解:质心坐标
3-24解:取绳子为研究对象
t 时刻绳子的动量为
由动量守 恒定理得:
所以
4-3解:
4-9解:由动能定理可得:
设近似作圆周运动
所以:
4-24解:系统动量守恒
5-2 角动量守恒
5-3 圆周运动
角动量守恒
机械能守恒
解得:
5-4解:角动量守恒:
能量守恒:
得:
5-15
6-3 设板的密度为
,则转动惯量为
又因为:
所以:
6-6 解:
解得:
6-8解:系统角动量守恒
所以:
两个圆盘在具有共同的角速度之前有相对滑动,产生的摩擦力矩为
作用到下面的圆盘上,由转动定律得
所以:
所以:
6-17解:质心运动定理
转动定律
联立可得:
6-18
6-21解:画出受力图
板:
(1)
柱体:
(2)
(3)
(4)
由(2)、(3)可得:
代入(4)式得
(5)
与(1)、(2)联立得:
求做纯滚动的最大力
此时:
代入(2)式得
得:
代入(1)得:
6-23解:
所以:
7-1 解:(1)底部的压强
=98N
(2)
=9.56N
(3)
7-2解:(1) 设重物的质量为m
(2)排开溶液的质量
7-10解:由伯努利方程得
流量
联立解得:
7-11由伯努利方程得
连续方程:
解得:
8-5解:管中液体所受合力
由牛顿定律得:
周期:
8-6解:(1)当质点向右移动x
又水平方向合力
振动方程:
(2)若反向转动,则合力
牛顿定律
,
,
得:
8-9解:(1)
(2)以2
转动时对应的平衡位置
以转动系统为参考系,物体将做简谐振动。取平衡位置为坐标原点,
所以:
令:
则上式可变为:
由上方程可知,物体做简谐振动。振动的角频率为:
由振动特点得,到达最远需要的时间为半个周期,所以,需要的时间为:
� EMBED PBrush ���
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