西南大学《理论力学》复习思考题及答案 联系客服

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15、 3n-k 3n-k

2F22du22??r??r?)?F(r) , r??h, hu(2?u)?? 。 16.m(?d?m?L1k2m222?mr2? 17、L?m(r?r?)?, ?, ??2r18. 2.5ms。

(R?h2)(R?h1)19. v近:v远=。

20. mac?21. ????(e)F?i。

11。 ?t2(或?t??t2)

22?0??t,转角?=?0??t?22.惯性离心力。 23. L?d?T?T??Qx, ??xdt?xPx2。 H?2m24.惯性,圆锥曲线 25. 3,1,3

26. 落体偏东、右岸冲刷、傅科摆的进动等。 27、向人的右手方向; 28、东,显著(明显,大) 29、v?v0?w?r

30、圆球 ; 圆环

三、判断 1 × 16 × 31 × 46

2 × 17 √ 32 × 47 3 × 18 × 33 √ 48 4 × 19 √ 34 × 49 5 × 20 √ 35 × 50 6 √ 21 × 36 √ 51 7 √ 22 √ 37 × 52 8 √ 23 √ 38 √ 53 9 √ 24 √ 39 × 54 10 11 12 13 14 15 × 25 √ 40 × 55 √ 26 × 41 × 56 √ 27 √ 42 √ 57 √ 28 × 43 × 58 √ 29 √ 44 √ 59 √ 30 × 45 × 60 17

× √ √ √ × × √ × √ √ √ × √ √ ×

四、计算题

1.一质点沿位矢及垂直于位矢的速度分别为?r及??,其中?及?为常数。求其沿位矢及垂直于位矢的加速度。(12分)

解:由题可知质点的位矢速度

v//??r (1)

沿垂直于位矢速度

v???? (2)

???r , 即 又因为 v//?r???r (3)………………(1分) r???? (4)………………(1分) ?r???,即?v???r????dvd???)?d(r????i…………a??(rj)(取位矢方向i?,垂直位矢方向?j)dtdtdt(1分) 所以

????????d?drdi???????(ri)?i?r?ri?r??j………………(1分) dtdtdt????????d??dr??d??d?j2?………………(1分) ?????????j?r?j?r?j(r?j)??j?rj?r??rdtdtdtdt故

????(r???2)i???2r?)???a?(?r??r?j………………(1分)

即,沿位矢方向加速度

?2 (5) a//??r??r?垂直位矢方向加速度

???2r? (6) ??a??r?对(3)求导

??????2r (7)………………(1分) r???r 18

对(4)求导

???????r2??r????????????? (8)………………(1分)

r?r?把(3)(4)(7)(8)代入(5)(6)式中可得

a//??r?2?2?2r………………(2分)

???a????????………………(2分)

r??2. 一质量为M的射击运动员站在水平地面上,设此人可在地面上自由反冲且忽略身体微小晃动,若他射出的子弹质量为m并与地面成?角,子弹相对运动员的速度为V。求子弹射出时对地面的速度v及运动员的反冲速度U。(9分)

解:沿x方向(水平方向)动量守恒,有

mvx?Mv?0 (1)………………(2分)

由相对运动关系有

Vcos??U?vx,Vsin??vy (2)……………(2分)

由(1)、(2)求得

vx?MVcos?,vy?Vsin?………………(2分)

M?mmVcos?,炮弹离炮身时对地面的速度大小为:

M?m1/2炮车反冲速度为:U???m(zM?m)222?v?vx?vy?V?1?cosx?2(m?M)??其方向与水平方向夹角?,有

………………(3分)

tg??vym????1??tg?………………(1分) vx?M?3.如右图所示,长为L的均匀直杆其质量为M ,上端用光滑水平轴吊起而静止下垂。今有一子弹质量为m,以水平速度V0射入杆的悬点下距离为d处而不复出。问: (3) 子弹刚停在杆中时杆的角速度多大?(4分) (4) 子弹冲入杆的过程中(经历时间Δt),

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杆上端受到轴冲力的水平分力为多大?(6分) (假设杆的质心位置不因为子弹的嵌入而发生改变)

解:(1)子弹冲入杆的过程中。子弹和杆系统对悬点O所受合外力矩为零,所以对悬点的

角动量守恒:即:

122mvd?(ML?Md 0 ) ?

33mdv0??为:由此得杆得角速度

3md2?ML2(2分)

(2)子弹冲入杆得过程中,由冲量定理可知,子弹受杆的阻力的大小为:

( 2 分)

f'?mv?mv0?t(2分)

杆受子弹的冲力为 ' mv 0 ? m ? df??f?对杆用质心运动定理:

?t水平方向: L

f?Fx?Mact?MFx?(?得

MLwmv?md)?02?t?t2?t(2分) (2 分)

4、图示系统中,均质圆盘A的半径为R,重为P1,可沿水平面作纯滚动,定滑轮C的半径为r,重为P2,重物B重为P3,系统由静止开始运动,不计绳重,绳子不可伸长且在轮边不打滑。当重物B下落的距离为h时,试求圆盘中心的加速度的大小。(10分)

A R r C B 20