大学物理计算题 2 联系客服

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面间的滑动摩擦系数为μk,求m1下落的加速度和两段绳子中的张力各是多少?设绳子和滑轮间无相对滑动,滑轮轴承的摩擦力忽略不计。

15、如图所示,求半径为R的半圆形均匀薄板的质心。

17、如图,一木块M静止在光滑地面上,

将坐标原点取在半圆形薄板的圆心上,并建立如图3-5所示的坐标系。在这种情况下,质心C必定处于y轴上,即

子弹m沿水平方向以速度?射入木块内一段距离S/而停在木块内,而使木块移动了S1的距离 (1)这一过程中子

??M,

.

弹和木块间的摩擦力对子弹和木块各做了多少功?

mS?S1质量元是取在y处的长条,如图所示。长条的宽度为dy,长度为2x。根据圆方程

(2)证明子弹和木块的总机械能增量等于一对摩擦力之一

,

沿相对位移S/做的功。

故有

.

如果薄板的质量密度为?,则有

.

令 , 则 ,对上式作变量变换,并积分,得

.

16、如图所示,两物体质量分别为m1和m2,定滑轮的质量为m,半径为r,可视作均匀圆盘。已知m2与桌

18、从一个半径为R的均匀薄板上挖去一个直径为R的圆板,形成的圆洞中心在距原薄板中心R/2处,所剩薄板的质量为m。求此时薄板对于通过原中心而

与板面垂直的轴的转动惯量。并说明刚体转动惯量与哪些因素有关。

20、坐在转椅上的人手握哑铃,两臂伸直时,人、哑铃和椅系统对竖直轴的转动惯量为J1 = 2kg?m2。在外力推动后,此系统开始以n1 = 15 r/min转动,当人的两臂收回,使系统的转动惯量变为J2 = 0.8kg?m2时,它的转速n2是多大?两臂收回过程中,系统的机械能是否守恒?什么力做了功?做了多少功?设轴上摩擦忽略不计。

19、一轻质量弹簧劲度系数为k,两端各固定一质量均为M的物块A和B,放在水 平光滑桌面上静止。一质量为m的子弹沿弹

?簧的轴线方向以速度?0射入一物块而不复出,求此后弹簧

21、均匀棒长l,质量为m,可绕通过其端点O水平轴转动,当棒从水平位置自由释放后,它在竖直位置上与放在地面上的质量也为m物体相撞,物体与地面的摩擦系数为?。相撞

m的最大压缩长度。

om后,物体沿地面滑行一段距离而停止。求棒在相撞后摆动的角速度表达式。(9%)

把棒在竖直位置时质心所在处取为势能零点,用?表示棒这时的角速度,则

这个系统的对O轴的角动量守恒。用v表示物体碰撞后的

速度,则

由牛顿第二定律求得加速度为

24、使一定质量的理想气体的状态按图

由前几式可得:

图线的BC段是等温线。(1)已知气体在状态A时的温度TA=300K,求气体

22、下图为循环过程的P—V图线,该循环的工质为1mol的氦气,由两个等容过程,两个绝热过程构成。求:

T图上画出,并标明过程进行的方向。

(1)a、b、c、d各态的温度; (2)循环的效率。

23、有可能利用表层海水和深层海水的温差制成热机。已知热带水域表层水温约25oC,300m深处水温约5oC。求:(1)在这两个温度之间工作的卡诺热机的效率多大? (2)如果一电站在此最大理论效率下工作时获得的机械功率是1MW,它将以何速率排出废热?(3)此电站获得的机械功和排出的废热均来自25oC的水冷却到5oC所放出的热量,此电站将以何速率取用25oC的表层水?

C?4.18?103J/(kg??C)

1P/atm2中的曲线沿箭头所示的方向发生变化,

ABDC40V/L在B,C和D状态时的温度;(2)从A

o102030到D气体对外做的功总共是多少?(3)将上述过程在V—

25、两台卡诺热机串联运行,即以第一台卡诺热机的低温热库作为第二台卡诺热机的高温热库。试证明它们的效率

?1及?2和这台联合机的总效率?有如下的关系:

???1?(1??1)?2。再用卡诺热机效率的温度表示式证明这

联合机的总效率和一台归罪于最高温度与最低温度的热库之间的一台卡诺热机的效率相同。

g

27、用空调器使在外面气温为32oC时,维持室内温度为21

o

4

C。已知漏入室内热量的速率是3.8×10 kJ/h,求所用空

26、3mol氧气在压强为2atm时体积为40L,先将它绝热压缩到一半体积,接着再令它等温膨胀到原体积。(1)求这一过程的最大压强和最高温度;(2)求这一过程中氧气吸收的热量、对外做的功以及内能的变化;(3)在P—V图上画出整个过程曲线。

调器需要的最小机械功率是多少?

28、如图是某单原子理想气体循环过程的V—T图,VC?2VA,试问:(1)图中循环代表致冷机还是热机?说明原因。(2)若是热机循环,求出循环效率

29、如图所示,有一气缸由绝热壁和绝热