第3章部分习题解答

1、第三章第三章部分习题解答部分习题解答第第3章章 部分习题解答部分习题解答P96题题3.3.2(1) 张力所做的功张力所做的功?(2) 如果雪橇和地面间的滑动摩擦系数为如果雪橇和地面间的滑动摩擦系数为0.058,摩擦力所做的功为多少摩擦力所做的功为多少?(3) 重力做功和冰面给雪橇的支持力做功各为是重力做功和冰面给雪橇的支持力做功各为是多少多少?(4)合力所做的功为多少合力所做的功为多少? 在某建筑工地上在某建筑工地上,工人用绳拉质量为工人用绳拉质量为300kg的雪的雪橇行驶在水平工地上橇行驶在水平工地上,绳与水方向成绳与水方向成 角角,张力张力大小大小F=196N.如果雪橇直线前进距离为如果雪

2、橇直线前进距离为S=500m,且绳的质量及工人本身走路所做的功可忽略不计且绳的质量及工人本身走路所做的功可忽略不计,试求试求:30第第3章章 部分习题解答部分习题解答 解解: (1) FmgNf30yJrFAF41049. 830cos(2)Nf而而030sinmgFN30sinFmgfJrfAf41024. 8cos)(Sr (3)090cosrmgAW090cosrNAN第第3章章 部分习题解答部分习题解答 (4) NFF30cos合合JrFA41025. 0合合合合(也可以也可以)1025. 04JAAAfF合2010.3.25第第3章章 部分习题解答部分习题解答P96题题3.3.3 一

3、恒力一恒力F作用在质量为作用在质量为m=18kg的最初静止的最初静止的物体上的物体上,使它在使它在4s内沿直线前进了内沿直线前进了32m.试求试求:(1) 在第在第1s内内,第第2s内内,第第3s内该力所做的功内该力所做的功;(2) 在在3s末的瞬时功率末的瞬时功率.解解: 由题意由题意22132atr2.4smaNmaF72第第3章章 部分习题解答部分习题解答 (1) 111.4smatv122.8smatv133.12smatv由动能定理得由动能定理得JmA144021211vJmmA432212121222vvJmmA720212122233vv第第3章章 部分习题解答部分习题解答 (2

4、)WFP86433v2010.3.25第第3章章 部分习题解答部分习题解答P96题题3.3.5 用铁锤将一铁钉打入木板用铁锤将一铁钉打入木板,设木板对铁钉的阻设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板的深度成正比力与铁钉进入木板的深度成正比.在铁锤击铁钉在铁锤击铁钉第一次时第一次时,能将铁钉击入能将铁钉击入1cm.试求试求:如果铁锤仍以如果铁锤仍以与第一次同样的速率去打击铁钉与第一次同样的速率去打击铁钉,第二次能击入第二次能击入铁钉的深度为多少铁钉的深度为多少?解：解： 用动能定理求解用动能定理求解设铁钉进入木块过程中受到的阻力为设铁钉进入木块过程中受到的阻力为kxf第第3章章 部分习题解答部分习题解答

5、01. 001) 1.(kxdxAEfkxfkkxdxAE01. 001. 02)2.(由题意由题意由由(1)、(2)两式得两式得cmx41. 02010.6.19第第3章章 部分习题解答部分习题解答P96题题3.3.7 (2) 如果将坐标系选在地球上如果将坐标系选在地球上,小球的动能小球的动能又各为多少又各为多少? 一汽车以匀速度一汽车以匀速度 沿平直路面前进沿平直路面前进,车厢中车厢中一人以相对于车厢的速度一人以相对于车厢的速度 向上或向前投掷一向上或向前投掷一质量为质量为m的小球的小球,试求试求:vu (1) 如果将坐标系选在车上如果将坐标系选在车上,小球的动能分别小球的动能分别为多少为

6、多少?第第3章章 部分习题解答部分习题解答 解解: (1) 这两种情况下球相对车的速度都是这两种情况下球相对车的速度都是u 所以动能相同所以动能相同,即即221muEEKK向前向前向上向上(2)向上抛时向上抛时222u vv对地对地)(2122umEKv向上向上第第3章章 部分习题解答部分习题解答 向前抛向前抛u vv对地对地 2)(21 umEKv向前向前2010.3.25第第3章章 部分习题解答部分习题解答P96题题3.3.10 如图所示如图所示,有一小球系在轻质弹簧的一端有一小球系在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定在弹簧的另一端固定在O点点,该弹簧的原长为该弹簧的原长为l0=0.8m.起

7、初弹簧位于水平位置并保持原长起初弹簧位于水平位置并保持原长,然然后释放小球后释放小球,使它沿竖直平面落下使它沿竖直平面落下,当弹簧过竖当弹簧过竖直位置时直位置时,被拉长为被拉长为l=1m.试求试求:该时刻小球的该时刻小球的速率速率.第第3章章 部分习题解答部分习题解答 解解:mk0llOABlkmg 取地球、弹簧和小球取地球、弹簧和小球为系统为系统,B点为重力势能点为重力势能零点零点.小球由小球由A到到B点的点的过程中过程中,机械能守恒机械能守恒,则则222121lkmmglv0llllmmglk2vy在在B点有点有第第3章章 部分习题解答部分习题解答由以上三式可得由以上三式可得1.83. 3

8、5 . 1smgv2010.3.29第第3章章 部分习题解答部分习题解答P97题题3.3.13 如图所示如图所示,有一小球有一小球,其质量为其质量为m,以一条长为以一条长为l=0.5m,质量忽略不计的线悬挂在固定点而形质量忽略不计的线悬挂在固定点而形成一摆成一摆.此摆最大的摆动角与竖直线成此摆最大的摆动角与竖直线成 角角.60试求试求: (1) 该球经过竖直线时的速度是多大该球经过竖直线时的速度是多大?(2) 在最大摆角位置时在最大摆角位置时,其瞬时加速度其瞬时加速度为多少为多少? 第第3章章 部分习题解答部分习题解答221)60cos1 (vmmgl60OABl 解解: (1) 取小球和地球

9、作为系取小球和地球作为系统统,小球从小球从A到到B的过程中的过程中,机械机械能守恒能守恒,取取B点为重力势能零点点为重力势能零点,则则1.2 . 2smv第第3章章 部分习题解答部分习题解答02lvna0v: :方向上方向上(2): :方向上方向上nmamg30cos2.5 . 830cossmga2.5 . 8smaaA2010.3.29第第3章章 部分习题解答部分习题解答P97题题3.3.14 如图所示如图所示,有两块质量各为有两块质量各为m1和和m2的木块用的木块用轻弹簧连接在一起轻弹簧连接在一起,试问试问:最少需用多大的压力最少需用多大的压力 加在上面木板上加在上面木板上,才可以使力撤

10、去后才可以使力撤去后,上板跳起上板跳起来来,而下板刚好离开地面而下板刚好离开地面?解：解：过程分析如图过程分析如图2m2m2m 2m1m1m1m0 x2x1xABC重力势能重力势能零点零点Fy第第3章章 部分习题解答部分习题解答) 1.(001kxgm)2.(0)(101xxkgmFm1在在A点时：点时：m1在在B点时：点时：在在m1从从A到到B再到再到C的过程中的过程中,弹簧、地球弹簧、地球和和m1组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒)3).(21)(21210122210 xxxgmkxxxk第第3章章 部分习题解答部分习题解答)4.(022kxgmm1在在C点时点时,对对m2有有:由

11、由(1)到到(4)式可得式可得gmmF)(212010.6.19 弹簧弹性系数为弹簧弹性系数为k,一端固定一端固定,另一端与桌面另一端与桌面上的质量为上的质量为m的小球的小球B相连相连.推动小球弹簧被压推动小球弹簧被压缩了一段距离缩了一段距离L后放开后放开,假定小球所受的滑动摩假定小球所受的滑动摩擦系数与静摩擦系数相等擦系数与静摩擦系数相等.试求试求L必须满足什么必须满足什么条件时条件时,才能使小球在放开后开始运动才能使小球在放开后开始运动,而且一而且一旦停止下来就保持静止状态旦停止下来就保持静止状态.第第3章章 部分习题解答部分习题解答P97题题3.3.15xx小小LOBk小小kLf大大LABCkxf第第3章章 部分习题解答部分习题解答0 fkL小小kfL小小0kxf解：解： (1)如图：如图：当小球在当小球在A位置时，放开球球位置时，放开球球刚好能运动，则有刚好能运动，则有(2) 小