物理学教程(第二版)上册课后习题答案详解（可编辑）.docVIP

物理学教程(第二版)上册课后习题答案详解 物理学教程第二版上册习题答案第一章　质点运动学1 -1　质点作曲线运动在时刻t 质点的位矢为r速度为v 速率为vt 至 t ＋Δt 时间内的位移为Δr 路程为Δs 位矢大小的变化量为Δr 或称Δ｜r｜ 平均速度为平均速率为． 1 根据上述情况则必有 　　 A ｜Δr｜ Δs Δr B ｜Δr｜≠ Δs ≠ Δr当Δt→0 时有｜dr｜ ds ≠ dr C ｜Δr｜≠ Δr ≠ Δs当Δt→0 时有｜dr｜ dr ≠ ds D ｜Δr｜≠ Δs ≠ Δr当Δt→0 时有｜dr｜ dr ds 2 根据上述情况则必有 　　 A ｜｜ ｜｜ 　　　 B ｜｜≠｜｜≠ C ｜｜ ｜｜≠ D ｜｜≠｜｜ 分析与解　 1 质点在t 至 t ＋Δt 时间内沿曲线从P 点运动到P′点各量关系如图所示 其中路程Δs ＝PP′ 位移大小｜Δr｜＝PP′而Δr ＝｜r｜-｜r｜表示质点位矢大小的变化量三个量的物理含义不同在曲线运动中大小也不相等 注在直线运动中有相等的可能 ．但当Δt→0 时点P′无限趋近P点则有｜dr｜＝ds但却不等于dr．故选 B ． 2 由于｜Δr ｜≠Δs故即｜｜≠．但由于｜dr｜＝ds故即｜｜＝．由此可见应选 C ．1 -2　一运动质点在某瞬时位于位矢r xy 的端点处对其速度的大小有四种意见即 1 　 2 　 3 　 4 ．下述判断正确的是 　　 A 只有 1 2 正确　　　 　 B 只有 2 正确 C 只有 2 3 正确 D 只有 3 4 正确分析与解　表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率在极坐标系中叫径向速率．通常用符号vr表示这是速度矢量在位矢方向上的一个分量表示速度矢量在自然坐标系中速度大小可用公式计算在直角坐标系中则可由公式求解．故选 D ．1 -3　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 aｔ表示切向加速度．对下列表达式即 1 d v dt ＝ 2 drdt ＝v 3 dsdt ＝v 4 d v dt｜＝aｔ．下述判断正确的是 　　 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 是对的分析与解　表示切向加速度aｔ它表示速度大小随时间的变化率是加速度矢量沿速度方向的一个分量起改变速度大小的作用在极坐标系中表示径向速率vr 如题1 -2 所述 在自然坐标系中表示质点的速率v而表示加速度的大小而不是切向加速度aｔ．因此只有 3 式表达是正确的．故选 D ．1 -4　一个质点在做圆周运动时则有 　　 A 切向加速度一定改变法向加速度也改变 B 切向加速度可能不变法向加速度一定改变 C 切向加速度可能不变法向加速度不变 D 切向加速度一定改变法向加速度不变分析与解　加速度的切向分量aｔ起改变速度大小的作用而法向分量an起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时由于速度方向不断改变相应法向加速度的方向也在不断改变因而法向加速度是一定改变的．至于aｔ是否改变则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时 aｔ恒为零质点作匀变速率圆周运动时 aｔ为一不为零的恒量当aｔ改变时质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见应选 B ． 1 -　已知质点沿x 轴作直线运动其运动方程为式中x 的单位为mt 的单位为 s．求 1 质点在运动开始后40 s内的位移的大小 2 质点在该时间内所通过的路程 3 t＝4 s时质点的速度和加速度．分析　位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线运动且运动方向不改变时位移的大小才会与路程相等．质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到而在求路程时就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向此时位移的大小和路程就不同了．为此需根据来确定其运动方向改变的时刻tp 求出0～tp 和tp～t 内的位移大小Δx1 Δx2 则t 时间内的路程如图所示至于t ＝40 s 时质点速度和加速度可用和两式计算．题 1-5 图解　 1 质点在40 s内位移的大小 2 由 得知质点的换向时刻为 t＝0不合题意 则所以质点在40 s时间间隔内的路程为 3 t＝40 s时1 -6　已知质点的运动方程为式中r 的单位为mt 的单位为ｓ．求 1 质点的运动轨迹 2 t ＝0 及t ＝2ｓ时质点的位矢 3 由t ＝0 到t ＝2ｓ内质点的位移Δr 和径向增量Δr 分析　质点的轨迹方程为y ＝f x 可由运动方程的两个分量式x t 和y