大学物理吴百诗版习题答案
1-6一小球由静止下落,由于阻力作用,其加速度a与速度v的关系为a=A-Bv,其中A和B为常数,求t
时刻小球的速度。 解:a
dv
A Bv,dt
v
dv
A Bv
t
dt,v
A
(1 e Bt) B
1-7一质点沿x轴运动,已知速度v=8+2t,当t=8s时,质点在原点左边52m处。求:(1)质点的加速度和
运动方程;(2)初速度和初位置。
xdvdx2解:(1) a 2m/s,v 8 2tm/s,dx
52dtdt
(8 2t)dt,x 8t t
8
t
2
180m
(2) v0 8m/s,x0 180m
曲线运动
4
1-8质量m=0.1kg的小球沿半径R=1m的圆周运动,角位移 =t-3,求t=1s时小球所受外力的大小和方向。 解:
d d
4t3, 12t2,at R 12Rt2,an R 2 16Rt6
dtdt
t 1s时,at 12m/s2,an 16m/s2,a 2 162 20m/s
a16
F ma,F ma 0.1 20 2N,F与切线方向夹角 arctann arctan 53.13
at12
1-9一质点沿半径为R的圆周运动,质点所经过的弧长与时间的关系为s bt
且Rc>b2,求切向加速度与法向加速度大小相等之前所经历的时间。
12
其中b、c为正常数,ct,2
(b ct)2v2(b ct)2Rc bdsdv
c,t 解:v ,at an, b ct,at c,an RRRcdtdt
1-10一张CD光盘音轨区域的内半径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的恒定线速度运动的。求(1)这张光盘的全部放音时间是多少?(2)激光束到达离盘心r=5.0cm处时,光盘转动的角速度和角加速度各为多少? 解:(1) 在距离中心为r、宽度为dr内音轨的长度为 2 rndr,
2 rndr
,整张CD的放音时间 v
R22 rndr n2 6500
t dt (R2 R12) (5.62 2.22) 4166s 69.4min
R1vv130
130d vdrvvv2v
2 2 26rad/s, (2) ,r 5.0cm时, dtrdtr2 rn2 r3n5.0r
1302 32
r 5.0cm时, 3.31 10rad/s
2 53 6500
激光划过这些音轨所需的时间 dt
相对运动
1-11一列火车以36km/h的速率向东行驶时,相对于地面匀速竖直下落的雨滴在车窗上形成的雨迹与竖直
方向成300角。求(1)雨滴相对于地面的水平分速度多大?相对于列车的水平分速度多大?(2)雨滴相对于地面的速率如何?相对于列车的速率如何?
解:v雨对地 v雨对车 v车对地