质点运动学习题

绝世美人儿
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2020年07月31日 08:15
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联村联户-元旦的传说


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姓名
________________
学号
________________

…………………………………………密…………………………………………封………………… ………………………线…………………………………………

衡水学院 理工科专业

《大学物理B》 质点运动学 习题

命题教师:王玉娥 试题审核人:殷春英


一、填空题(每空1分)
(1) 一质点,以

ms
的匀速率作 半径为5m的圆周运动,则该质点在5s内,位移的大小是 ;经
过的路程是 。
(2) 一质点沿x方向运动,其加速度随时间的变化关系为
a
=3+2t (S I),如果初始时刻质点的速度v
0
为5m·s
-1
,则当
t为3s 时,质点的速度v= 。
(3) 一质点从静止出发沿半径R=1 m的圆周运动,其角加速度随时间t的变化规律是

=12t2-6t (SI),则质点的角速
度 =__________________;切向加速度
a

=_________________.
(4) 一质点作直线运动,其坐标x与时间t的关系曲线如题1.2(4)图所示.则该质点在第___ 秒瞬时速度为零;
在第 秒至第 秒间速度与加速度同方向.
1

5
x (m)
t (s)
O
1 2 3 4 5 6
题 (4)图
(5) 一质点其速率表示式为
v1s
,则在任一位置处其切向加速度
a

为 。
二、单项选择题(每小题2分)
r
r
( )(1) 一运动质点在某瞬时位于矢径
(x,y)
的端点处,其速度大小为
r
drdr
(A) (B)
dtdt
r
dxdy
d|r|
(C) (D)
()
2
()
2

dtdt
dt
2

( )(2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬 时速度
v2ms
,瞬时加速度
a2ms
2
,则一秒钟后质点的 速度
(A)等于零 (B)等于-2ms
(C)等于2ms (D)不能确定。
( ) (3) 一质点沿半 径为R的圆周作匀速率运动,每t秒转一圈,在2t时间间隔中,其平均速度大小和平均速率
大小分别为
2R2R2R
(B)
0,

,
ttt
2R
,0
(C)
0,0
(D)
t

v
v
( )(4) 质点作曲线运动,
r表示位置矢量,
v
表示速度,
a
表示加速度,S表示路程,
a< br>
表示切向加速度,下列表
(A)
达式中,

1


_______________

_______________


姓名
________________
学号
________________

…………………………………………密…………………………………………封………………… ………………………线…………………………………………


dvd ta
, ②
drdtv

v

dSd tv
, ④
d
v
dta


(A) 只有①、④是对的.
(B) 只有②、④是对的.
(C) 只有②是对的.
(D) 只有③是对的.
v
v
( )(5)一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为
v
,瞬时速率为,某一时间内的平均速度为
v
,平均速率

v
,它 们之间的关系必定有:
rrrr
(A)
v

v,v

v
(B)
vv,vv

rrrr
(C)
v

v,v

v
(D)
vv,vv

三、判断题(每小题1分,请在括号里打上√或×)
( )1、物体的运动是绝对的,但描述物体的运动是相对的。
( )2、速度是矢量,既有大小又有方向;速率是标量,等于质点在单位时间内所经历的路程。
( )3、质点作圆周运动时的加速度总指向圆心。
( )4、法向加速度是有速度的大小变换引起来的。
( )5、切向加速度是由速度的大小变换引起来的。
v
v
v
( )6、角速度矢量和线速度矢量之间的关系为
v

r

四、简答题(每小题5分)
rr
1、说明
r

r
s
三个物理量有何不同,并写出
r

r
的计算 公式?
rrrr
答:(1)
r
是位移的模,即
rr
2
r
1
,(2分)

(2分)

r
是位矢的模的增量, 即

rr
2
r
1

(1分)
s< br>是路程。
vv
drd
2
r
v
2、已知质点的运动方程 为
rx(t)iy(t)j,
能否说
v,a
2
,其中
rx
2
y
2
,如果不能,请写出正确的速
dtdt
度 和加速度公式?
答:不能这样说,概念不清楚。(1分)

v
v
drdx
ˆ
dy
ˆ
j
, (2分) 应为
v
=
i
dtdtdt
v
d
2< br>x
ˆ
d
2
y
ˆ
v
dv
i

2
j
(2分) =
a
2
dt
dt
dt
五、计算题(每题10分,写出公式、代入数值、计算结果 。)
1、
一质点沿x轴作直线运动,t时刻的坐标为x = 4.5 t
2
– 2 t
3
(SI) .试求:(1)第2秒内的平均速度;(2)第2秒末的瞬时速度; (3)
第2秒内的路程.
解:(1)
v

x

t0.5
ms
(2分)

(2) v = d xd t = 9t - 6t
2

(2分)

v(2) =-6 ms
(2分)

(3) 由v =9t - 6t
2
可得:当t<1.5s时,v>0; 当t>1.5s时,v<0.
(2分)


2


__ _____________

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姓名
________________
学号
________________

…………………………………………密…………………………………………封………………… ………………………线…………………………………………

所以 S = |x(1.5)-x(1)| + |x(2)-x(1.5)| = 2.25 m
(2分)

2、
质点沿
x
轴运动,其加速度和位置的关系为
a
=2+6
x
2

a
的单位为
ms
2

x
的单位为 m. 质点在
x
=0处,速度为10
ms
1
,
试求质点 在任何坐标处的速度值.
解: ∵
a
dvdvdxdv
v
(2分)
dtdxdtdx
分离变量:
vdvadx(26x
2
)dx
(2分)
1
两边积分得:
v
2
2x2x
3
c
(2分)
2
由题知,
x0
时,
v
0
10
,∴
c50
(2分)

v2x
3
x25ms
1
(2分)
3、
质点P在水平面内沿一半径为R=2 m的圆轨道转动.转动的角速度与时间t的函数关系为

kt
2
(k为常量).已知
t2s
时,
质点P的速度值为32 ms.试求
t1
s时,质点P的速度与加速度的大小.
解:根据已知条件确定常量k
222
k
ω
tvRt4rads


22


4t
,
vR

4Rt
(2分)
t=1s时,
v4Rt
2
= 8 ms (2分)

a

dvdt8Rt16ms
2
(2分)

a
n
v
2
R32ms
2
(2分)
22
a
n

a

a


12
35.8
ms
2
(2分)
4、
一质点在半径为0.4 m的圆形轨道上自静止开始作匀角加速转动,其角加速度为α=0.2 rad·
s
2
,求
t
=2s时质点的速度、法向
加速度、切向加速度和合 加速度.
解:当
t2s
时,
t0.220.4

rads
(2分)

vR0.40.40.16
ms
(2分)
2
a
n
R
2
0.4(0.4)
2
0.064
ms
(2分)
2
a

R0.40.20.08
ms
(2分)
22
aa
n
a

(0.064)
2
(0.08)
2
0.102ms
2
(2分)
1
1
5、
已知一质点作直线运动,其加速度为
a
=4+3
t

ms
2
,开始运动时,
x
=5 m,
v
=0,求该质点在
t
=10s 时的速度和位置.
解:当
t2s
时,
t0.220.4

rads
(2分)

vR0.40.40.16
ms
(2分)
2
a
n
R
2
0.4(0.4)
2
0.064
ms
(2分)
2
a

R0.40.20.08
ms
(2分)
22
aa
n
a

(0.064)
2
(0.08)
2
0.102ms
2
(2分)
1
1

3


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姓名
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学号
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4


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姓名
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学号
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衡水学院 理工科专业

《大学物理B》 质点运动学 习题

命题教师:王玉娥 试题审核人:殷春英


一、填空题(每空1分)
(1) 一质点,以

ms
的匀速率作 半径为5m的圆周运动,则该质点在5s内,位移的大小是 ;经
过的路程是 。
(2) 一质点沿x方向运动,其加速度随时间的变化关系为
a
=3+2t (S I),如果初始时刻质点的速度v
0
为5m·s
-1
,则当
t为3s 时,质点的速度v= 。
(3) 一质点从静止出发沿半径R=1 m的圆周运动,其角加速度随时间t的变化规律是

=12t2-6t (SI),则质点的角速
度 =__________________;切向加速度
a

=_________________.
(4) 一质点作直线运动,其坐标x与时间t的关系曲线如题1.2(4)图所示.则该质点在第___ 秒瞬时速度为零;
在第 秒至第 秒间速度与加速度同方向.
1

5
x (m)
t (s)
O
1 2 3 4 5 6
题 (4)图
(5) 一质点其速率表示式为
v1s
,则在任一位置处其切向加速度
a

为 。
二、单项选择题(每小题2分)
r
r
( )(1) 一运动质点在某瞬时位于矢径
(x,y)
的端点处,其速度大小为
r
drdr
(A) (B)
dtdt
r
dxdy
d|r|
(C) (D)
()
2
()
2

dtdt
dt
2

( )(2) 一质点作直线运动,某时刻的瞬 时速度
v2ms
,瞬时加速度
a2ms
2
,则一秒钟后质点的 速度
(A)等于零 (B)等于-2ms
(C)等于2ms (D)不能确定。
( ) (3) 一质点沿半 径为R的圆周作匀速率运动,每t秒转一圈,在2t时间间隔中,其平均速度大小和平均速率
大小分别为
2R2R2R
(B)
0,

,
ttt
2R
,0
(C)
0,0
(D)
t

v
v
( )(4) 质点作曲线运动,
r表示位置矢量,
v
表示速度,
a
表示加速度,S表示路程,
a< br>
表示切向加速度,下列表
(A)
达式中,

1


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姓名
________________
学号
________________

…………………………………………密…………………………………………封………………… ………………………线…………………………………………


dvd ta
, ②
drdtv

v

dSd tv
, ④
d
v
dta


(A) 只有①、④是对的.
(B) 只有②、④是对的.
(C) 只有②是对的.
(D) 只有③是对的.
v
v
( )(5)一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为
v
,瞬时速率为,某一时间内的平均速度为
v
,平均速率

v
,它 们之间的关系必定有:
rrrr
(A)
v

v,v

v
(B)
vv,vv

rrrr
(C)
v

v,v

v
(D)
vv,vv

三、判断题(每小题1分,请在括号里打上√或×)
( )1、物体的运动是绝对的,但描述物体的运动是相对的。
( )2、速度是矢量,既有大小又有方向;速率是标量,等于质点在单位时间内所经历的路程。
( )3、质点作圆周运动时的加速度总指向圆心。
( )4、法向加速度是有速度的大小变换引起来的。
( )5、切向加速度是由速度的大小变换引起来的。
v
v
v
( )6、角速度矢量和线速度矢量之间的关系为
v

r

四、简答题(每小题5分)
rr
1、说明
r

r
s
三个物理量有何不同,并写出
r

r
的计算 公式?
rrrr
答:(1)
r
是位移的模,即
rr
2
r
1
,(2分)

(2分)

r
是位矢的模的增量, 即

rr
2
r
1

(1分)
s< br>是路程。
vv
drd
2
r
v
2、已知质点的运动方程 为
rx(t)iy(t)j,
能否说
v,a
2
,其中
rx
2
y
2
,如果不能,请写出正确的速
dtdt
度 和加速度公式?
答:不能这样说,概念不清楚。(1分)

v
v
drdx
ˆ
dy
ˆ
j
, (2分) 应为
v
=
i
dtdtdt
v
d
2< br>x
ˆ
d
2
y
ˆ
v
dv
i

2
j
(2分) =
a
2
dt
dt
dt
五、计算题(每题10分,写出公式、代入数值、计算结果 。)
1、
一质点沿x轴作直线运动,t时刻的坐标为x = 4.5 t
2
– 2 t
3
(SI) .试求:(1)第2秒内的平均速度;(2)第2秒末的瞬时速度; (3)
第2秒内的路程.
解:(1)
v

x

t0.5
ms
(2分)

(2) v = d xd t = 9t - 6t
2

(2分)

v(2) =-6 ms
(2分)

(3) 由v =9t - 6t
2
可得:当t<1.5s时,v>0; 当t>1.5s时,v<0.
(2分)


2


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姓名
________________
学号
________________

…………………………………………密…………………………………………封………………… ………………………线…………………………………………

所以 S = |x(1.5)-x(1)| + |x(2)-x(1.5)| = 2.25 m
(2分)

2、
质点沿
x
轴运动,其加速度和位置的关系为
a
=2+6
x
2

a
的单位为
ms
2

x
的单位为 m. 质点在
x
=0处,速度为10
ms
1
,
试求质点 在任何坐标处的速度值.
解: ∵
a
dvdvdxdv
v
(2分)
dtdxdtdx
分离变量:
vdvadx(26x
2
)dx
(2分)
1
两边积分得:
v
2
2x2x
3
c
(2分)
2
由题知,
x0
时,
v
0
10
,∴
c50
(2分)

v2x
3
x25ms
1
(2分)
3、
质点P在水平面内沿一半径为R=2 m的圆轨道转动.转动的角速度与时间t的函数关系为

kt
2
(k为常量).已知
t2s
时,
质点P的速度值为32 ms.试求
t1
s时,质点P的速度与加速度的大小.
解:根据已知条件确定常量k
222
k
ω
tvRt4rads


22


4t
,
vR

4Rt
(2分)
t=1s时,
v4Rt
2
= 8 ms (2分)

a

dvdt8Rt16ms
2
(2分)

a
n
v
2
R32ms
2
(2分)
22
a
n

a

a


12
35.8
ms
2
(2分)
4、
一质点在半径为0.4 m的圆形轨道上自静止开始作匀角加速转动,其角加速度为α=0.2 rad·
s
2
,求
t
=2s时质点的速度、法向
加速度、切向加速度和合 加速度.
解:当
t2s
时,
t0.220.4

rads
(2分)

vR0.40.40.16
ms
(2分)
2
a
n
R
2
0.4(0.4)
2
0.064
ms
(2分)
2
a

R0.40.20.08
ms
(2分)
22
aa
n
a

(0.064)
2
(0.08)
2
0.102ms
2
(2分)
1
1
5、
已知一质点作直线运动,其加速度为
a
=4+3
t

ms
2
,开始运动时,
x
=5 m,
v
=0,求该质点在
t
=10s 时的速度和位置.
解:当
t2s
时,
t0.220.4

rads
(2分)

vR0.40.40.16
ms
(2分)
2
a
n
R
2
0.4(0.4)
2
0.064
ms
(2分)
2
a

R0.40.20.08
ms
(2分)
22
aa
n
a

(0.064)
2
(0.08)
2
0.102ms
2
(2分)
1
1

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电信局-华东交通大学研究生处


相形见绌-世界爱眼日


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