普通物理学第五版第2章牛顿定律答案

这里是普通物理学第五版1、本答案是对普通物理学第五版第二章的答案，本章共7节内容，习题有35题，希望大家对不准确的地方提出宝贵意见。2、答案以ppt的格式，没有ppt的童鞋请自己下一个，有智能手机的同学可以下一个软件在手机上看的哦，亲们，赶快行动吧。匀速下滑。问：当斜面的倾角增大到β时，物体从高为h处由静止沿到底部需要多少时间？2-1质量为m的物体沿斜面向下滑动。当斜面的倾角为α时，物体正好Nfmβmg结束目录已知：βahm求：t解：当倾角为α时，物体正好匀速下滑。=0gsinmafNgcosma=0mfN=tgm=aNfβmgh当倾角为β时：βam=gsinmf()gtgacosa=βsinβ结束目录t2==2haβsin2hβsinβsintgacosβ()1g2hcosaβsinsin()βat=g2hcosaβsinsin()βa=βsinβsincosβsinacosa()g2hcosa=12Lht2=βsin=a斜面长结束目录2-2A、B两个物体，质量分别为mA=100kg，mB=60kg，装置如图所示。两斜面的倾角分别为α=300和β=600。如果物体与斜面间无摩擦，滑轮和绳的质量忽略不计，问：（1）系统将向哪边运动？（2）系统的加速度是多大？（3）绳中的张力多大？βaAB结束目录βaABaBgmBTATgmAβBgmT=sinaBm0.12m/s2=+βasinBgmAgm=AmsinaBm×123609.8100+=×260100×aasinATgm=Am(1)解：已知：mA=100kgβ=600mB=60kg=300a求：aT结束目录+=100×0.2100×9.81×2+12490502N===+asinAgmAmaT(2)结束目录2-3一辆铁路平车装有货物，货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25，如果火车以30km／h的速度行驶。问要使货物下发生滑动，火车从刹车到完全静止所经过的最短路程是多少？结束目录s求：30km/hvm0已知：==0.25agfm==mmaxmmax=2t2v0v2s´a0=tvv02=gm2×=sv02=gm2303.60.259.8()22×=14.2m解：对于货物ag=mmax货物的最大加速度´ag=mmax火车的最大加速度结束目录2-4用一种钳子夹住一块质量M=50kg的棍凝土砌块起吊（如图）．已知钳子与砌块接触处的最大静摩擦系数为0.4。如果：（1）钳子匀速上升，（2）钳子以0.2m/s2的加速度上升，（3）钳子在沿水平方向以4m/s的速度行驶时，上端悬挂点突然停止运动(设悬挂点到砌块重心之间的距离l=4m),为使砌块不从钳子口滑出，至少必须对砌块施加多大正压力？l结束目录=4m/s50kgMvlm已知：===0.44m0aN()1求：==?()2a=0.2m/s2N=?2gf解：=()1MMa=a02gf=Mf=mN=gM2mN=613N()2a=0.2m/s2=a=gM2mN=+()509.80.20.42×()+625NMgfNfN结束目录vl2M2m=gMN+()gN=Mvl22m50=9.80.4244×()+2=863N(3)物体以v=4m/s，半径l的圆周运动结束目录2-5一滑轮两边分别挂着A和B两物体，它们的质量分别为mA=20kg，mB=10kg，今用力F将滑轮提起（如图），当下分别等于(1)98N,(2)196N,(3)392N,(4)784N时，求:物体A和B的加速度以及两边绳中的张力（滑轮的质量与摩擦不计）。ABF结束目录TFT2F=T=a解：AmgTAmA=aBmgTBmBAmgAaTAaBTBmgBaA=AmgF2aB=BmgF2求：aAaBT已知：Am=20kgBm=10kgF1=98NF2=196NF3=392NF4=784N结束目录×298aA=209.8=-7.5m/s2aB=×298109.8=-4.9m/s2两者均为负值，表示根本提不起。(2)F2=196N当：(1)F1=98N当：20×2196aA=9.8=-4.9m/s2aB=×298109.8=00=aA=aB=2F=T98N20=aA=aB=2F=T49N1结束目录(3)F3=392N当：20×2392aA=9.8=0210aB=×3929.8=-9.8m/s2表示A不动，B以9.8m/s2加速上升。=2F=T392N3(4)F4=784N当：×2784aA=209.8=9.8m/s2=2F=T392N4aB=×2784109.8=-29.4m/s2结束目录2-6图中A为定滑轮,B为动滑轮，三个物体m1=200g，m2=100g，m3=50g，求：（1）每个物体的加速度；（2）两根绳子中的张力T1与T2.假定滑轮及绳的质量以及摩擦均可忽略不计。ABTm1m21T2m3结束目录解：已知：=200kgm1=100kgm2=50kgm3求：aT1a21T2(1)(2)T2T2T1gTm11a1()m2T2ga1a2+m3gT2()a1a2gm1T1m1a1=()a1a2gm2T2m2=+m3gT2()a1a2=m32T2T1=结束目录=4gm1=m2m1m3m2m3++4m1m2m1m3m2m3+a11.96m/s2=gm1=m3m2+4m1m2m1m3m2m3+a23.92m/s22()()a1a2==3.921.961.96m/s2+()a1a2==3.921.965.88m/s2+T1=gm1=m3m2+4m1m2m1m3m2m3+81.57NT2=gm1=m3m2+4m1m2m1m3m2m3+40.785N结束目录2-7将质量为10kg的小球挂在倾角α=300的光滑斜面上（如图）。（1）当斜面以加速度g/3沿如图所示的方向运动时，求绳中的张力及小球对斜面的正压力。（2）当斜面的加速度至少为多大时，小球对斜面的正压力为零？aa结束目录=am已知：10kg=30013aNTg求：=(1)时?0=(2)aN=时aaNTmgcossin=TaNamg0++Tsinamacos=amg=Nsinamacosamgsincos=TaNama解：(1)()13+sinacos=amg=sinacosamg13()=77.3N=68.5N结束目录sin=Tamg0cos=Tama=0(2)N当aagtg=aagtg==17m/s2结束目录2-8摩托快艇以速率v0行驶，它受到的摩擦阻力与速度平方成正比，设比例系数为常数k,则可表示为F=-kv2．设摩托快艇的质量为m，当摩托快艇发动机关闭后，（1）求速度v对时间的变化规律。（2）求路程x对时间的变化规律。（3）证明速度v与路程x之间有如下关系：v=v0e-k’x(式中的k’=k/m。)（4）如果v0=20m/s,经15s后，速度降为vt=10m/s,求k’。（5）画出x、v、a随时间变化的图形。结束目录Fmkv20已知：=v求：(1)v(t)(2)x(t)(3)证明v=v0e-k’x解：(1)ddvtFk2=v=m´=kkm∵=ddvtk2v´´=ddvtk2v´=ddvtk2vvtv00=0vt1v1´kv=0tv1´k+0v∴结束目录=ddxt0tv1´k+0vt0=dxt0tv1´k+0v()1ln=´k0tv1´k+=ddxtv=0tv1´k+0v(2)结束目录(3)´x()ln=´k0tv1k+v=0vln=v0ve´kx=v0ve´kx=v0ve´kx´k=300m-11102015=11´kt(4)=v020m/s=15s若结束目录2-9利用一挂在车顶的摆长为lm的单摆和附在下端的米尺（如图），怎样测出车厢的加速度?（单摆的偏角很小．）1230l结束目录ql已知：a求：Tgxm1230lqsintgq≈q≈xla=gxl=tggmqma解：结束目录2-10一质点的质量为1kg，沿x轴运动；所受的力如图所示。t=0时，质点在坐标原点，试求此质点第7s未的速度和坐标。F/Nt/s5710o结束目录=1kgm已知：x求：F/Nt/s5710o解：设v0=00Fdt7=F~t图线下的面积=35N.s0Fv0dtt=mvm7v=m7135v=m=35=35m/s70Fdt5=vm5=25N.sv5=25m/s结束目录2Ft=(0t5)()105tF=5(5t7)xv先求：0~5s内的，0Fvdtt=m2=t2t0dtt=1m=2t=v=ddxtv5=25m/s设:x0=02t0dtt==x5133t50=1253F/Nt/s5710o结束目录xv再求：5~7s内的，=vmvm55Fdtt5dtt()105t=5v=ddxt+5022()105t5t=v52522()105t5t=x5x75dt72522()105t5t=2563()55t5t2t1253+57105m=x7=22()105t5t5t=v5=25m/s结束目录2-11一根长为L、质量均匀的软绳，挂在一半径根小的光沿木钉上，如图。开始时，BC=b.试证当BC=2L/3时，绳的加速度为a=g/3，速度为:+=()2Lgvb229LLb2BCb结束目录+=()2Lgvb229LLb2a=13gBCx=Lx=AB=2xgLgLa已知：L=BCb求证：当BC=23L时，证：在任意时刻tT=()mLLxa()mLLxgmLxgT=mLxaTmLxgaBCTa()mLLxgAB结束目录=2xgLgLaa=13gx=23L当()a==2xLgLddvt=ddvxddxt=ddvxv=vadvdxL23bv0=dxL23b()2xLgL+=()Lgvb249LLb2122223L+=()2Lgvb229LLb2结束目录2-12如图，一条长为L的柔软链条，开始对静止地放在一光滑表面AB上，其一端D至B的距离为L-a。试证当D端滑到B点时，链条的速率为：=()aavsinLg2L2aBDACaLa结束目录xBDACaLx=()aavsinLg2L2求证：证：根据动能定理，对于任意时刻，有：m1=LxgmvdxL0asin22=mLxgmvdxasin212L0()aL2=mLgvasin212122=()aavsinLg2L2结束目录2-13一条均匀的金属链条，质量为m，挂在一个光滑的钉子上，一边长度为a，另一边长度为b,且0＜b＜a。试证链条从静止开始到滑离钉子所花时间为：+2agblnab+abBCab结束目录求证：=t+2agblnab+abT=()mLLxa()mLLxgmLxgT=mLxaTmLxgaBCTa()mLLxgAB证：+=aLb设总长为：()a==2xLgLddvt=ddvxddxt=ddvxvvdvv0=dxxa()2xLgL=2xgLgLa得：结束目录vdvv0=dxxa()2xLgL=()Lgv122x2Lxa2La=)Lgv122x2Lxab(Lg2=vx2Lxabddxt=t0=dxa+bax2LxabLg2=dtLg2t结束目录dxa+bax2Lxab=Lg2t=Lg2lnab+ab+2ab+2agblnab+ab=t0=dxa+bax2LxabLg2=dtLg2t结束目录2-14一圆台可绕其轴在水平面内转动，圆台半径为R,甲、乙两物体质量分别为m1，与m2(m1＞m2)它们与台面间的静摩擦系数都是μ现用一根长度l＜R的绳子将它们联接，（1）将甲放在圆心，乙放在距圆心为l处,忽要使物体与圆台不发生相对滑动，圆台旋转的最大角速度是多少？（2）如将甲与乙互换位置，(1)的结果又将如何？（3）如果两物体均不放在圆心但联线经过转轴时，又将如何？结束目录()Rml1已知：m2m1m2R求：（1）将甲放在圆心，乙放在距圆心为l处,忽要使物体与圆台不发生相对滑动，圆台旋转的最大角速度是多少？解：=0Tgfm1Tm=1+lw=Tgfm2Tm=+2m22w=mmm+12()gm2lTTf2f1m1m2结束目录（2）如将甲与乙互换位置，(1)的结果又将如何？解：=0Tgfm2Tm=2Tf2m2Tf1