新编物理基础学(上下册1-17章)课后习题(每题都有)详细答案 联系客服

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(1)如图2—11(a),有:

mgtan?2?mv2htan?2,则:v?gh (2)若有向下运动的趋势,且摩擦力为最大静摩擦力(f2??N2)时,速度最小,则图2—11(b)有: 水平方向:N2cos?2?f2sin?2?mv2htan?2

竖直方向:N2sin?2 又:f2??N2

则有:v??f2cos?2?mg

1??tangh1??cot??2

2若有向上运动的趋势,且摩擦力最大静摩擦力(f3??N3)时,速度最大,则图2—11(c),有: 水平方向:N3cos?2?f3sin?2?mv2htan?2

竖直方向:N3sin?2 又:f3??N3

则有:v??f3cos?2?mg

1??tangh1??cot??2

21??tan综合以上结论,有gh??2?v?gh1??tan1??cot??2

1??cot222—12. 分析:因为滑轮与连接绳的质量不计,所以动滑轮两边绳中的张力相等,定滑轮两边绳中的张力也相等,但是要注意两物体的加速度不相等。

解:图2—12(a)以A为研究对象,其中FL、FR分别为滑轮左右两边绳子的拉力。有:

mAg?FL?FR?mAaA

且:FL?FR

'图2—12(b)以B为研究对象,在水平方向上,有:FL?f?mBaB '2又:FL?FL,aB?2aA,aA?1.0m/s

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mA?mB?m?3kg 联立以上各式,可解得:f?

2—13.分析:如图2—13,对小球做受力分析,合力提供向心力,由牛顿第二定律,机械能守恒定律求解。 解:mgrcos??A 题图2-12 B mg?2maB?maA?7.2N

2FR FL

f mAg

图2-12a

N FL?

mBg 图2-12b

12mv…………① 2又:v???r,此时,v??r………② 由①、②可得: ??2gcos? r题图2-13

v2N?mgcos??m……③

r由①、③可得,N=3mgcos?

图2-13

2—14分析:加速度等于零时,速度最大,阻力为变力,积分求时间、路程。 解:设阻力f?kv(k?0),则加速度a?2F?kvmF则有:0?,k?2,从而:mvm2F?f,当a=0时,速度达到最大值vm, mf?F2v 2vm又a?F?fdv?,即:mdtF?F2v2vmdv?…………① mdt 14

Fdt?mtdvv2(1?2)vmdvv2(1?2)vmvm/2vm/2F?0mdt??0

?v??1?t?vm?F??vm?t??ln?v?m??0?2?1???vm??0t?mvmln3,即所求的时间 2FF?对①式两边同乘以dx,可得:

2vmvFdx?2dv2mvm?vF2v2vmdvdx?dx mdt?x02vm/2vmvFdx??dv20mvm?v2x2mvm/2

?F??v22?x??ln(v?vm)????m2??0??0x?mvmv4ln?0.1442F3F2m2m题图2-15

2-15.分析:相对运动。m1相对地运动,m2、m3相对B运动,T1?2T2。根据牛顿牛顿定律和相对运动加速度的关系求解。

解:如下图2-15,分别是m1、m2、m3的受力图。

设a1、a2、a3、aΒ分别是m1、m2、m3、B对地的加速度;a2B、a3B分别是m2、m3对B的加速度,以向上为正方向,可分别得出下列各式

?m1g?T1'?m1a1……………① ?m2g?T2'?m2a2…………②

?m3g?T2?m3a3……………③

又:

15

a2?aB?a2Ba3?aB?a3B

且:a2B??a3B

则:a2?a3?2aB,且aB??a1,则:

a2?a3??2a1

''又:T1?T1?T2?T2

…………④ …………⑤ …………⑥

T2'?T2

?4m2?3m1ga?g????1.96m/s2?13m1?4m25??4m2?m1g则由①②③④⑤⑥,可得:?a2??g????1.96m/s2

3m1?4m25??5m?4m23gg??5.88m/s2?a3?13m1?4m25?8m1m2g?0.784N。T1?2T2?1.57N (2)将a3的值代入③式,可得:T2?3m1?4m2aM?am,2-16.分析::要想满足题目要求,需要M、m运动的加速度满足:

如图2-16(b),以M为研究对象,N1,N2,f1,f2分别为m给M的压力,地面给M的支持力,m给M的摩擦力,地面给M的摩擦力。 解:aM?F?f1?f2

M''如图2-16(c),以m为研究对象,N1,f1分别为M给m的支持力、摩

擦力。

f1'则有:am?

m又f1?f1??N1??N??mg,则aM?am可化为:则:Fmin''f2??N2???m?M?g

F??(M?m)g??mg?mg ?Mm?2?(m?M)g?19.4N

题图2-16

2-17.分析:如图2-17,对石块受力分析。在斜面方向由牛顿定律列方

oo程,求出时间与摩擦系数的关系式,比较??60与??45时t相同

求解?。

解:(1)其沿斜面向下的加速度为:

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