新概念物理教程答案.pdf

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m/,,水的厚度为1m,油的厚度为4m。求水自箱底小孔流出的速度。解:设油与大气的接触则:p1?p3?p0v1?v2?0以小孔处为高度依伯努力方程有:p2??水gh水?p3??v3?2p2?p3120点面为1处,油与水的接触面为p2?p1??油gh油v3为要求的速度2处,小孔为3处?水v32?水?2?油gh油?2gh水?2p0??油gh油?p0?水2*900*10*41000?2gh水?水?2gh水??2*10*1?92?—,底部有一小孔,水从这里流出。设水柱的最小截面积为s,求容器内只剩下一半水和:..和t2。解:由于随着水的高度时间内流出的水h的变化,从桶底流出的水的速度不同,所以在求解。dtdqv?vsdt?avdt?adh也不同,故用积分形式度为h,dt时间内水面下降12dh12设在t时刻,水面距桶底的高依伯努力方程有:p0??gh??v2?p0?vsa?v2又:va?vs?上式变为:1?v?21?vs?2?gh??????v2?a?2a222?v?a?s2gha222又依连续性方程有:adh?vsdt?dh2gha?s22a?s:..?sdt若只剩一半水,h/2h从h?t1h2,1)式两边积分:1s2a?sg?dh2gha?s22h???sdt?t1?22(h?h2)若全部流完,则h从h?0(,1)式两边积分:???2t2?dh2gha?s2h0sdt?t2?1s2a?sg22h:..1220cm*30cm的矩形截面容器内盛有深度为50cm的水。,求水流出一半时所需的时间。解:由5—11的答案得:a????1s2a?sg222(h?h2)??10???10102?8????【篇三:新概念物理教程力学答案详解(四)424】kg,半径为10cm,设电动机上的驱动轮半径为2cm,。(1)若大轮加速到100r/min需要多长时间?(2),轮子两旁皮带中的张力各为多少?(设皮带与轮子的接触面为半各圆周。解:(1)对于轮子而言,有:?2?10?轮???603?轮10?轮???t3t110110?2m?i轮?轮?mr2???10??????23t23t6t??5(2)参考本书73—75页有:t2?t1e??2??t1e?:?t1?t2?r?m?5?t1???t2??t?:..??425各挂物体m1和m2,已知滑轮的转动惯量为ic,绳不打滑,求两边物体的加速度和绳中张力。解:解法一:滑轮对中心的角动量理定:ic??t2r?t1r对m1用牛二律:m1g?t1?m1a1?m1?r对m2用牛二律:t2?m2g?m2a2?m2?rm1gr?m2gr????ic?m1r2?m2r2??由(1)(2)(3)??t1?m1g?m1?r?t?mg?m?r22?1??解法二:将滑轮、m2、m2及绳子看作一个系统系,统对滑轮中心的角动量定理为:(1)(2)(3)?ic?m1r2?m2r2?m1gr?m2gr?从而求出?又:a1??r,a2??r由此求两端绳子张力。4—,可绕水平轴o自由摆动,已知参量见图。求小幅摆动的周期和等值摆长。解:假设细棒从垂直位置开始偏离了一个小?角,则系统(a,b及细杆组成)对定轴的转动定理为:i??m即:ml?ml??mgl1sin??mgl2sin????mgl??mgl?ml2?ml2?1212??:..???????g?l2?l1???022l1?l2gl2?l12l12?l2???2?2l12?l2周期为:t??2??gl2?l1l设等值摆长为l,则:t?2?g2l12?l2?l?l2?,复摆周期原为t1=,在o轴下?=(联线过质心c)加质量m=,周期变为t2=。求复摆对o轴原来的转动惯量。i解:复摆的周期为:t?2?mgrc没加m之前,复摆的转动惯量为ic,质量为m,质心oc?lcic则:t1?2?mglcml?mlcm?mic?ml2ic?ml2?t2?2??2?mlc?mlmglc?mgl?m?m?gm?mic4?2ic?ml24?2(1)(2)消去mglc2??mgl2t1t2(2)(1)加m后,转动惯量变为:ic?ml2,质量变为m?m:..22ml24?2????4??mgl????ic???224?4?4???2?,在离悬点为h的地方加一同等质量后,周期变为t,(1)求h=;(2)是否存在某一h值,t/t0=1?解:复摆的周期为:t?2?imgrc设杆的质量为m,杆的转动惯量为i0,质心在h0?。则:t0?2?i0mgh0(1)mh?mh加m后,转动惯量变为:i0?mh2,质量变为2m0m?mi0?mh2io?mh2?t?2??2?mh0?mhmgh0?mgh?m?m?gm?mt?t0?io?mhh0?i0h0?h4h02?3h24h02?h0h2(2)12m?2h0??mh2h012h0?hm?2h0?3t?t078434th0使?13t0t??t012(1)h?,h?h0?,?h?,h?2h0?:..(2)?12?1t04h0?h0h?存在h?0或h?。求小球到最高点时至少需要具备多大的速度才不至脱轨。若小球在轨道上只滚不滑,需要在斜面上多高处自由释放,它才能获得此速度?解:(1)小球在最高点要不脱轨,则应有:mvc?mg?nn?0r2?vc?grv?gr(2)小球只滚不滑,则有?r?vc。则小球机械能守恒:mgh?121mvc?ic?2?mg2r22221122?vc?7?mvc2?mr???mg2r?mvc2?mg2r22510?r?727?mgr?mg2r?mgr101027?h?mgr104—,已知转盘质量为m,对盘轴的转动惯量为ic,盘轴直径为2r,求下降时的加速度和每根绳的张力。解:对转盘用牛二律,有:mg?2t?mac转盘和轴对其中心轴(水平轴)的转动定理为:又:ac??ric??2tr(3)(2)(1)?mgr2?ac?ic?mr2?由(1)(2)(3)得:?mgic:..431m、半径为r的圆筒垂直于行驶方向横躺在载重汽车的粗糙地板上,其间摩擦系数为?。若汽车以匀加速a起动,问:(1)a满足什么条件时圆筒作无滑滚动?(2)此时圆筒质心的加速度和角加速度为何?解:若圆筒作无滑滚动,则圆筒与地板的接触线上的某一点o,有:vo?v,ao?a设c为圆筒的质心,则:vc??r?vo?ac?ao??r对m用牛二律:mac?f??mg(1)(2)(3)m对质心的动量矩定理:ic??mr2??fr??mgr由(1)(2)(3)得:a?2?g???grac??g4—,质量为m的汽车在水平路面上急刹车,前后轮均停止转动。设两轮的间距为l,与地面的摩擦系数为?,汽车质心离地面的高度为h,与前轮轴的水平距离为?。求前后轮对地面的压力。解:设前轮受的支持力为n1,后轮受的支持力为n2竖直方向合力为0:n1?n2?mg后轮受到的摩擦力为f2??n2,前轮受到的摩擦力为f1??n1轮子不转,合力矩为:ln1??l?l?n2??n2h??n1h?0联立(1)(2)得:n1?l?l??hmgln2?l??hmgl(1)(1)4—,半径为r,在地面上作无滑滚动,球心速度为v0。球与光滑墙壁作完全弹性碰撞后怎样运动?v0r:..:?v0,角速度变为??解:碰撞前作无滑滚动,所以:v0??r???,墙面粗糙,碰撞后球将会怎样运动?它会向上滚吗?能滚多高?