普通物理学第五版第2章牛顿定律答案

这里是普通物理学第五版1、本是对普通物理学第五版第二章的答案，本章共7节内容，习题有35题，希望大家对不准确的地方提出宝贵意见。2、答案以的格式，没有ppt的童鞋请自己下一个，有智能手机的同学可以下一个软件在手机上看的哦，亲们，赶快行动吧。匀速下滑。问：当斜面的倾角增大到β时，物体从高为h处由静止沿到底部需要多少时间？2-1质量为m的物体沿斜面向下滑动。当斜面的倾角为α时，物体正好结束解：当倾角为α时，物体正好匀速下滑。当倾角为β时：结束目录结束目录2-2A、B两个物体，质量分别为mA=100kg，mB=60kg，装置如图所示。两斜面的倾角分别为α=300和β=600。如果物体与斜面间无摩擦，滑轮和绳的质量忽略不计，问：（1）系统将向哪边运动？（2）系统的加速度是多大？（3）绳中的张力多大？结束目录结束目录结束目录2-3一辆铁路平车装有货物，货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25，如果火车以30km／h的速度行驶。问要使货物下发生滑动，火车从刹车到完全静止所经过的最短路程是多少？结束目录结束目录2-4用一种钳子夹住一块质量M=50kg的棍凝土砌块起吊（如图）．已知钳子与砌块接触处的最大静摩擦系数为0.4。如果：（1）钳子匀速上升，（2）钳子以0.2m/s2的加速度上升，（3）钳子在沿水平方向以4m/s的速度行驶时，上端悬挂点突然停止运动(设悬挂点到砌块重心之间的距离l=4m),为使砌块不从钳子口滑出，至少必须对砌块施加多大正压力？结束目录结束目录(3)物体以v=4m/s，半径l的圆周运动结束目录2-5一滑轮两边分别挂着A和B两物体，它们的质量分别为mA=20kg，mB=10kg，今用力F将滑轮提起（如图），当下分别等于(1)98N,(2)196N,(3)392N,(4)784N时，求:物体A和B的加速度以及两边绳中的张力（滑轮的质量与摩擦不计）。结束目录结束目录两者均为负值，示根本提不起。结束目录表示A不动，B以9.8m/s2加速上升。结束目录2-6图中A为定滑轮,B为动滑轮，三个物体m1=200g，m2=100g，m3=50g，求：（1）每个物体的加速度；（2）两根绳子中的张力T1与T2.假定滑轮及绳的质量以及摩擦均可忽略不计。结束目录解：结束目录结束目录2-7将质量为10kg的小球挂在倾角α=300的光滑斜面上（如图）。（1）当斜面以加速度g/3沿如图所示的方向运动时，求绳中的张力及小球对斜面的正压力。（2）当斜面的加速度至少为多大时，小球对斜面的正压力为零？结束目录结束目录结束目录结束目录结束目录结束目录结束目录2-9利用一挂在车顶的摆长为lm的单摆和附在下端的米尺（如图），怎样测出车厢的加速度?（单摆的偏角很小．）结束目录结束目录2-10一质点的质量为1kg，沿x轴运动；所受的力如图所示。t=0时，质点在坐标原点，试求此质点第7s未的速度和坐标。结束目录结束目录设:x0=0结束目录结束目录2-11一根长为L、质量均匀的软绳，挂在一半径根小的光沿木钉上，如图。开始时，BC=b.试证当BC=2L/3时，绳的加速度为a=g/3，速度为:结束目录证：在任意时刻t结束目录结束目录2-12如图，一条长为L的柔软链条，开始对静止地放在一光滑表面AB上，其一端D至B的距离为L-a。试证当D端滑到B点时，链条的速率为：结束目录证：根据动能定理，对于任意时刻，有：结束目录2-13一条均匀的金属链条，质量为m，挂在一个光滑的钉子上，一边长度为a，另一边长度为b,且0＜b＜a。试证链条从静止开始到滑离钉子所花时间为：结束目录结束目录结束目录结束目录2-14一圆台可绕其轴在水平面内转动，圆台半径为R,甲、乙两物体质量分别为m1，与m2(m1＞m2)它们与台面间的静摩擦系数都是μ现用一根长度l＜R的绳子将它们联接，（1）将甲放在圆心，乙放在距圆心为l处,忽要使物体与圆台不发生相对滑动，圆台旋转的最大角速度是多少？（2）如将甲与乙互换位置，(1)的结果又将如何？（3）如果两物体均不放在圆心但联线经过转轴时，又将如何？结束目录求：（1）将甲放在圆心，乙放在距圆心为l处,忽要使物体与圆台不发生相对滑动，圆台旋转的最大角速度是多少？结束目录（2）如将甲与乙互换位置，(1)的结果又将如何？结束目录（3）如果两物体均不放在圆心但联线经过转轴时，又将如何？结束目录结束目录2-15（1）试证长度不同的圆锥摆只要其高度相等，则其周期也相等。（2）如果某圆锥摆的高度为1.5m，求其周期。结束目录（1）试证长度不同的圆锥摆只要其高度相等，则其周期也相等。（2）如果某圆锥摆的高度为1.5m，求其周期。结束目录2-16质量为m的小球沿半球形碗的光滑的内面，正以角速度ω在一水平面内作匀速圆周运动，碗的半径为R，求该小球作匀速圆周运动的水平面离碗底的高度。结束目录结束目录2-17长度为l的绳，一端系一质量为m的小球,另一端挂于光滑水平面上的h(h＜l)高度处，使该小球在水平面上以n(rev／s)作匀速圆周运动时，水平面上受多少正压力？为了使小球不离开水平面，求n的最大值。结束目录结束目录结束目录2-18用两根长为a的绳子连住一个质量为m的小球，两绳的另一端分别固定在相距为a的棒的两点上(如图),今使小球在水平面内作匀速圆周运动。求：（1）当转速ω为多大时，下面一根绳子刚刚伸直？（2）在情形下,上面一根绳子内的张力是多少？结束目录结束目录2-19在半径为R的光滑球面的顶点处，一质点开始滑落，取初速度接近于零。试问质点滑到顶点以下多远的一点时，质点离开球面？结束目录解：设质点在θ角时离开球面由式(2)结束目录由式(1)得：(4)代入(3)得：结束目录2-20三艘质量相等的小船鱼贯而行，速度均等于v。如果从中间船上同时以速度u把两个质量均为m的物体分别抛到前后两船上，速度u的方向和v在同一直线上。问抛掷物体后，这三艘船的速度如何变化？结束目录解：设船的质量为M，沿x方向前进设第二艘船抛出物体m后的速度为v2,以第二艘船和抛出物为系统，则抛出物体前后，系统的动量守恒：(第二艘船的质量M中包括两抛出物的质量2m)结束目录以第三艘船与抛来物为系统，其动量守恒同理：结束目录2-21质量为m的小球在水平面内作速率为v0的匀速圆周运动，试求小球经过(1)1/4圆周,(2)1/2圆周,(3)3/4圆周,(4)整个圆周的过程中的动量改变量,试从冲量计算得出结果。结束目录结束目录结束目录结束目录至于(2)、(3)、(4)的情况都可以用同样的得到动量的增量。结束目录2-22一颗子弹从枪口飞出的速度是300m／s，在枪管内子弹所受合力的大小由下式给出：其中F以N为单位，t以s为单位。（1）画出F~t图。（2）计算子弹行经枪管长度所花费的时间，假定子弹到枪口时所受的力变为零。（3）求该力冲量的大小。（4）求子弹的质量。结束目录解：结束目录2-23某物体上有一变力下作用，它随时间变化的关系如下：在0·1s内，F均匀地由0增加到20N；又在以后0．2s内F保持不变；再经0·1s,F又从20N均匀地减少到0。（1）画出F~t图；（2）求这段时间内力的冲量及力的平均值；（3）如果物体的质量为3kg开始速度为1m／s，与力的方向一致，问在力刚变为0时，物体速度为多大？结束目录解：结束目录2-24水力采煤，是用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，如图所示。设水柱直径D=30mm，水速v=56/s水柱垂直射在煤层表面上，冲击煤层后的速度为零，求水柱对煤的平均冲力。结束目录水柱每秒沿x轴方向的动量增量为：=-2.22×103N水柱对煤层的平均冲力为2.22×103N结束目录2-25将一空盒放在秤盘上，并将秤的读数调整到零。然后从高出盒底h=4.9m处，将小石子流以每秒n=100个的速率注人盒中。假设每一石子的质量m=0.02kg，都从同一高度落下，且落到盒内后就停止运动，求石子从开始注入盒内到t=10s时秤的读数。结束目录每秒落入的石子质量为：每秒由石子给称盘的平均冲力为：M=nm=100×0.02=2kg/sf=nmv1=2×9.8=19.6N10秒内落入的石子重量为：G=Mgt=2×9.8×10=196N称盘读数为：N=G+f=196+19.6=215.6N结束目录2-26一辆装煤车以3m／s的速率从煤斗下面通过，煤粉通过煤斗以每秒5t的速率竖直注入车厢。如果车厢的速率保持不变，车厢与钢轨间摩擦忽略不计，求牵引力的大小。结束目录=5×103×3=1.5×104N2-27(1)以5m／s的速度匀速提升一质量为10kg的物体,间在10s内提升力作功若干？(2)又若以比前快1倍的速度把该物体匀速提高同样的高度，试问所作的功是否比前一种情况大？为什么？(3)在(1)、(2)两种情况下，它们的功率是否一样？(4)若用一大小不变的力将该物体从静止加速提高到同一高度，使物体最后获得的速度为5.0m／s，问提升力作功多少？平均功率为多少？又开始时和结束时的瞬时功率各为多少？结束目录(2)同上=9.8×10×5×10=4.9×103J结束目录开始时，P0=0终了时Pt=Fv1=100.5×5=502W结束目录2-28一地下蓄水池，面积为50m2贮水深度为1.5m。假定水平面低于地面的高度是5.0m。问要将这池水全部吸到地面，需作多少功？若抽水机的效率为80％，输入功率为35kw，则需多少时间可以抽完？结束目录已知：结束目录2-29一链条，总长为l，放在光滑的桌面上，其中一端下垂，长度为a，如图所示。假定开始时链条静止。求链条刚刚离开桌边时的速度。结束目录解：选桌面为零势能点。由机械能守恒得：结束目录2-30以铁锤将一铁钉击人木板，设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板内的深度成正比。在铁锤击第一次时，能将小钉击人木板内1cm，问击第二次时能击人多深。假定铁锤两次打击铁钉时的速度相同。结束目录铁锤前后两次与钉接触前速度为v0铁锤与钉子碰撞时动量守恒，得：结束目录设第一次击入深度为s1，由功能原理：设第二次击入深度从s1,到s2，由功能原理：结束目录2-31一弹簧，劲度系数为足，一端固定在A点，另一端连一质量为m的物体，靠在光滑的半径为a的圆柱体表面上，弹簧原长为AB（如图）。在变力下作用下，物体极缓慢地沿表面从位置B移到C,求力F所作的功。结束目录结束目录2-32质量m=6×10-3kg的小球，系于绳的一端，绳的另一端固结在0点，绳长为l=1m（如图）。今将小球拉升至水平位置A，然后放手，求当小球经过圆弧上B、C、D点时的(1)速度,(2)加速度,(3)绳中的张力。假定空气阻力不计，θ=30O。结束目录同理结束目录结束目录=()12aqctgtg=at=an()1tg73.90结束目录结束目录结束目录2-33某汽车起动后，牵引力的变化如图所示，若两坐标轴的单位长度分别为100N和1m，则曲线OA恰好是个1／4的四周。问汽车运动7m，牵引力所作的功有多大？（此功也可由图中曲线OB对S轴覆盖的面积求出，这种图叫做示功图。）结束目录2-34设作用在质量为2kg的质点上的力是F=(3i+5j)N。当质点从原点移动到位矢为r=(2i-3j)m处时，此力所作的功有多大？它与路径有无关系？如果此力是作用在质点上唯一的力，则质点的动能将变化多少？结束目录结束目录2-35质量为2kg的物体，在沿x方向的变力作用下，在x=0处由静止开始运动；设变力与x的关系如图所示。试由动能定理求物体在x=5,10,15m处的速率。结束目录结束目录