大学物理课件第一章

发布时间:2023-12-18 06:46:29   来源:文档文库   
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第一章质点运动学1.已知一质点的运动方程为r2ti(2tjSI制)(1求出t1s,和t2s时质点的位矢;(2求出1s末和2s末的速度;(3求出加速度。2解:1t1sr12ijt2sr24i2j2质点的运动的速度v3)质点运动的加速度adrdtdvdtt2sv22i4j2i2tjt1sv12i2j2j22.一质点沿y轴作直线运动,其速度大小vy83t单位为SI制。质点的初始位置在y轴正方向10m处,试求:1t2s,质点的加速度;2)质点的运动方程。解:根据题意可知,t0s时,v08ms11y010mdvydt6t12ms2质点在t2s时的加速度ayay32(83tdt,因此y108tt2质点的运动方程ydyvydt,两边积分y10dyt023.某质点在xoy平面上作加速运动,加速度a3i2j(m/s。在零时刻的速度为零,位置矢量1t时刻的速度和位矢;2质点在平面上的轨迹方程。r05im。试求:解:1t时刻的速度vdvadt(3i2jdt,积分得因此v(3ti2tjmsrtv0dvt0(3i2jdt1t时刻的位矢rdrvdt(3ti2tjdt132222积分得r0dr0(3ti2tjdt,因此rr02(3ti2tj(52titj2)由r的表达式可得质点的运动方程32x5t2102消去两式中的t,便得轨迹方程yx33yt24.一汽艇以速率v0沿直线行驶。发动机关闭后,汽艇因受到阻力而具有与速度v成正比且方向相反的加速度akv,其中k为常数。求发动机关闭后,1在时刻t汽艇的速度;2汽艇能滑行的距离。解:本题注意根据已知条件在计算过程中进行适当的变量变换。1)因为avv0dvdtkv可得dvvvkdt,所以v0dvvtkdt0积分得lnkt,即:vv0ekt1
2)因为dvdtdvdsdsdtvdvdskv,所以dvkdsv0ksv000s发动机关闭后汽艇能滑行的距离为sv0k如利用dsvdt进行计算,t的积分上下限取0,可得同样结果。想一想其合理性。5.一物体沿X轴作直线运动,其加速度akvk是常数。在t0时,vv0x01)求速率随坐标变化的规律;2)求坐标和速率随时间变化的规律。解:本题注意变量变换。1因为a2dvdtdvdxdxdtvdvdxkv,所以2vv0dvvkdx0xkxlnvkx,即vv0ev02)因为advdtvkv,所以v02dvv2tkdt可得vv00/(v0kt1又因为vdxdt,所以x0dxt0vdtt0v0v0kt1dt,可得x1kln(v0kt136.已知质点作半径为R0.10m的圆周运动,其角位置与时间的关系为24t(其中的单位为radt的单位为s。试求:1)当t2s时,角速度和角加速度;2)当t2s时,切向加速度at和法向加速度an解:1)质点的角速度及角加速度为2ddt1d212t24tdtt2s时,122rads48rads242rads248rads212)质点的切向加速度和法向加速度为atR24RtanR2144Rt4t2s时,atR240.12msan1440.12ms4224.8ms22230.4ms7.一球以30m.s-1的速度水平抛出,试求5s钟后加速度的切向分量和法向分量。解:由题意可知,小球作平抛运动,它的运动方程为xv0ty122gt将上式对时间求导,可得速度在坐标轴上的分量为vxdxdtdydtddtddt(v0tv0(12vygtgt2因而小球在t时刻速度的大小为vvxvy22v0(gt故小球在t时刻切向加速度的大小为222

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