??1-T1一质点在Oxy平面上运动,加速度a?5ti?3j。已知t?0时,质点静止于坐标原
2点,求在任一时刻该质点的速度、位置矢量、运动方程和轨迹方程。
??t??5t3??t??5t4?32?解: (1)v??adt?v0?i?3tj; (2)r??vdt?r0?i?tj
31220032525t4(3) x?,y?t; (4)x?y
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1- T2一物体沿x轴做直线原点,其加速度为a??kv,k是大于零的常数,在t?0时,
2(1)速率随坐标变化的规律;(2)坐标和速率随时间变化的规律。 v?v0,x?0。求:解:(1)a?vdvdvdxdvdv??v??kv2?v dtdxdtdxdxxdv ???k?dx, v(x)?v0e?kx
vv00vdvtv0dv2(2)a? ??kv ?2??k?dt v(t)?dt1?v0ktvv00ttv0dx1td(1?v0kt) v? x??vdt?? dt??dtk01?v0kt001?v0kt
1x?ln(1?v0kt)
k21- T3一质点沿半径为R?2m的圆周运动,其速率v?kRtm/s,k为常数,已知第二
秒的速率为32m/s。求t?0.5s时质点的速度和加速度的大小。 解:vt?2?32?kR?22?8k?k?4?v?8t2
vt?0.5?8?0.52?2m/s at?0.5dv2v22?()?()?(16t)2?(32t4)2?8.25m/s2
dtRv1?135km/h。在刮风天气,飞机以
1- T4一架飞机在静止空气中的速率为
v2?135km/h的速率向正北方向飞行,机头指向北偏东30°。请协助驾驶员判断风
1
????v?v解: v1?v机对风,2机对地, ??设v3?v风对地
向和风速。
北???v风对地?v375????v机对地?v机对风?v风对地
2122??v机对风?v2西30?东v3?v?v?2v1v2cos30??70km/h
??90??75??15? 东风偏北15°
2-T1一物体由静止下落,阻力
vtdvmdv 解:mg-kv?m, ???dt
dt0mg-kv0k-?tmgmgt??v?(1?em)????
kk?南
F??kv,其中k?0。求任一时刻的速度及最终速度
kv
mg
2-T2将质量为m的物体以初速度v0竖直上抛。空气阻力正比于物体的速度,比例系数为k>0。求(1)任一时刻物体的速度;(2)达到的最大高度
vtdvdv解: ?mg?kv?m, ????dt
kdtvg?v0m0mgkv
2
kvkk-t-tmgkm??t, v?v0em? ln(em?1)
kmkg?v0mg?
?mg?kv?mvdvdvdydv?dy, ?mv, ?kdydtdyg?vm(g??kv?g)dv00gdvkkHm?dy, ??dv????dy kkmvvg?vg?vm0mm00gmm2mm2kv H?v0?2ln?v0?2ln(1?0)
kkkkmgg?v0km
2- T3快艇质量为m以速度v0行使,受到摩擦阻力正比于速率的平方,比例系数为k。求
当快艇发动机关闭后(1)速度随时间变化的规律;(2)路程随时间变化的规律; (3)速度随路程变化的规律
vdvtdvkv02解: (1)m ??kv, ?2???dt, v?dtv1?kv0t/mv0m0xtmv0dxv0x?ln1(?kv0t/m) (2), , dt??dx??kdt1?kv0t/m001?kv0t/mk-xvmmv0kv0mln(1?kv0t/m)??ln, ?x?ln, lne?ln (3)x?v0kkvmv
v?v0ek-xm
2-T4在水平直轨道上有一车厢以加速度a 行进,在车厢中看到有一质量为m 的小球静止地悬挂在顶板上。试以车厢为参考系,求出悬线与竖直方向的夹角。
????T?mg?fi?ma??0,
aT
?Tsin??maa?1a ?tan??,??tan?gg?Tcos??mgfiamga?TTa?m1m2 m1gm2gm1a3 m2a
2-T5轻绳跨过电梯内轻质定滑轮,m1>m2,当升降机以加速度a上升时,求绳中的张力T和m1相对于电梯的加速度ar 解:以升降机为参考系,形式上借用牛顿第二定律
;?m2g?m2a?T?m2a? (2) m1g?m1a?T?m1a? (1)
T?2m1m2m?m2(g?a), a??1(g?a);
m1?m2m1?m2
2-T6子弹由枪口飞出的速度为300m/s,在枪管内子弹受的合力由下式 给出
F?600?2?105t, 假定子弹到枪口时所受的力变为零,计算(1)子弹经过枪管所
5需的时间;(2)求该力的冲量;(3)求子弹的质量。 (1)F?0?600?2?10ttt?0?t?1.50?10?3(s)
I??Fdt??(600?2?105t)dt?600t?105t200?600?1.5?10?3?105?1.5?10?3??0.675(Ns)2t(2)?Fdt0?mv?0?0.675?mv?m?0.675?2.25?10?3(kg) 300F
2-T7一水管有一段弯曲成90°。已知管中水的流量为3?103m/s,流速为10m/s。求水流对此弯管的压力的大小和方向
t?mov?mt??t??v??v?????f?t??m(v??v?v)??m?v
???m?v??3f??3?10(?10i?10j)
?t????4F??f?3?10(i?j)(N)
y 2-T8传送带A输送煤粉,料斗口在A上方h=0.5m处,煤粉自料斗口自由下落到A上。料斗卸煤的流量为qm=40kg/s,A以v=2.0m/s的水平速度匀速行
使。求装煤过程中煤粉对A的作用力的大小和方向(不计相对传送带静止的煤粉质量) dm解:以煤粉dm为研究对象
?qmdt
hv
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