1、期末考试答疑时间期末考试答疑时间:6月月18日(周一)日(周一)早晨早晨9:00下午下午4:00地点:四教西地点:四教西202 理化教研室理化教研室第1页力学力学一、质点运动学描述、相对运动一、质点运动学描述、相对运动第2页一一质质点点在在XOY平平面面内内运运动动,其其运运动动学学方方程程为为 ,则则t时时刻刻质质点点速速度度 _质质点点加加速速度度 _。1:第3页2.一一质点在质点在xOy平面内运动,平面内运动,t=0s,x=2m,y=3m其其速度为速度为 。任一时刻质点位置矢量为(。任一时刻质点位置矢量为(),质点加速度为(),质点加速度为()。)。解:解:第4页 3、在外太空中在外太空
2、中 有一个宇航员脱落手套有一个宇航员脱落手套沿沿x轴正向运动,下面哪一个方程是描述手套运动方程轴正向运动,下面哪一个方程是描述手套运动方程 ABCD解:解:选选D期中一、期中一、1.第5页4.一质点沿一质点沿x轴运动,且轴运动,且 a=2t。当。当t 1 s时质点位于时质点位于x=1m处,处,且且v=2 ms,则质点位置坐标与时间关系为,则质点位置坐标与时间关系为(A)(B)(C)(D)解:解:C第6页5、雪以、雪以8.0m/s速率竖直下落。在一名以速率速率竖直下落。在一名以速率72kmh驾车在水平直路上向东行驶司机眼中,飘落雪花速驾车在水平直路上向东行驶司机眼中,飘落雪花速度为度为(A);(
3、B);(C);(D)。xy东东司机司机雪花雪花雪花相雪花相对司机对司机第7页6、P2在相对地面静止坐标系内,在相对地面静止坐标系内,A、B两船都以两船都以 2m/s速率匀速率匀速行驶,速行驶,A船沿船沿x轴正向,轴正向,B船沿船沿y轴正向。今在轴正向。今在A船上设船上设置与静止坐标系方向相同坐标系,那么在置与静止坐标系方向相同坐标系,那么在A船坐标系中,船坐标系中,B船速度为船速度为 (A)2i+2j (B)-2i+2j (C)-2i-2j (D)2i-2 B第8页7.在某空战演练空域,红军和蓝军两架战机正在进行空中搜索,在某空战演练空域,红军和蓝军两架战机正在进行空中搜索,红军飞行员首先发觉
4、蓝军飞机以速率红军飞行员首先发觉蓝军飞机以速率v1从正南方向飞来,而红军从正南方向飞来,而红军飞机此时正相对于地面以速率飞机此时正相对于地面以速率v2向西飞行。在地面设置如图所表向西飞行。在地面设置如图所表示坐标系,那么在设定坐标系中,蓝军飞机飞行速度为示坐标系,那么在设定坐标系中,蓝军飞机飞行速度为Oyx解:解:C期中一、期中一、3.第9页二、牛顿定律二、牛顿定律适用范围:适用范围:第一、第二定律适合用于惯性系第一、第二定律适合用于惯性系第三定律:任意参考系第三定律:任意参考系第10页质质 点点 力力 学学(1)定义)定义(2)动量定理;()动量定理;(3)平均冲力)平均冲力保守力做功特点:
5、做功与路径无关保守力做功特点:做功与路径无关保守力做功等于势能保守力做功等于势能增量负值增量负值第11页8.如图所表示,质量为如图所表示,质量为m质点,在竖直平面内作半径为质点,在竖直平面内作半径为R、速率、速率为为v匀速圆周运动,在由匀速圆周运动,在由A点运动到点运动到B点过程中,所受合外力冲点过程中,所受合外力冲量量I =()。)。yxoABR解:解:第12页9.一质量为一质量为4kg质点沿质点沿x轴运动,其所受合外力轴运动,其所受合外力 。则。则在在t=1s 到到t=2s间隔内,质点受到冲量间隔内,质点受到冲量解:解:第一个解法第一个解法第13页第二种解法第二种解法第14页10.一单位质
6、量物体,运动方程一单位质量物体,运动方程r=t3 i+t2j(SI)作用下作用下运动。则在运动。则在t=0s 到到 t=3s间隔内,合外力给与质点冲间隔内,合外力给与质点冲量量第15页第二种解法第二种解法第16页11、质量为、质量为m=2.0kg质点,受协力质点,受协力 ,已知,已知t=0时,初速度为时,初速度为v0=0,则从,则从t=0s到到t=3s这段时间内,这段时间内,协力协力 冲量冲量 ,质点末速度质点末速度大小大小v=期中二、期中二、12.第17页12、质点沿、质点沿x轴运动,由轴运动,由x1=0处移动到处移动到x2=4m处过程处过程中,受到力中,受到力 作用,则在此过程中作用,则在
7、此过程中F对质点所做功对质点所做功W=若质点由静止开始运动,则质点在若质点由静止开始运动,则质点在x=4m处速率处速率v=期中二、期中二、13.第18页13.习题集第习题集第2章(二)章(二)5一单位质量质点,沿一单位质量质点,沿x轴运动,其轴运动,其运动学方程为运动学方程为x=t+t3(SI),质点受到外力),质点受到外力F=();在();在t=0s到到t=1s这段时间内,外力对质点作功这段时间内,外力对质点作功W=()。()。解:解:第19页14.一物体所受力为一物体所受力为 ,其中,其中F和和x单位分别是单位分别是N和和m。(1)此力是否为保守力?)此力是否为保守力?(2)假如此力为保守
8、力,求)假如此力为保守力,求x3m处势能(设处势能(设 x=0为势能零点)为势能零点)。所以是保守力。所以是保守力。解:解:(1)(2)第20页刚刚 体体 力力 学学第21页刚刚 体体 力力 学学冲量矩冲量矩第22页动量守恒条件动量守恒条件机械能守恒条件机械能守恒条件角动量守恒条件角动量守恒条件第23页15.若作用于一力学系统上合外力为零,则合外若作用于一力学系统上合外力为零,则合外力矩(力矩()(填一定或不一定)为零;这种)(填一定或不一定)为零;这种情况下力学系统动量、角动量、机械能三个量中情况下力学系统动量、角动量、机械能三个量中一定守恒量是(一定守恒量是()不一定不一定动动 量量期中二
9、、期中二、14.第24页 16.某人站在有光滑转轴转动平台上,双臂水平地举着两个某人站在有光滑转轴转动平台上,双臂水平地举着两个哑铃。在他将两个哑铃水平收缩到胸前过程中,人和哑铃组哑铃。在他将两个哑铃水平收缩到胸前过程中,人和哑铃组成系统对于转轴成系统对于转轴 (A)转动惯)转动惯量增大,角速度增大;量增大,角速度增大;(B)转动)转动惯量减小,角速度增大;惯量减小,角速度增大;(C)转)转动惯量减小,角速度不变;动惯量减小,角速度不变;(D)转动惯量增大,角速度减小。转动惯量增大,角速度减小。1 2 M=0 J1 1=J2 2 1 J2 T1 T 2第25页三类问题刚体角动量守恒问题三类问题
10、刚体角动量守恒问题第一类:质点与棒组成系统第一类:质点与棒组成系统教材:教材:421(17);第二类:两个旋转刚体组合成新复第二类:两个旋转刚体组合成新复合刚体合刚体教材:教材:432(29)复合刚体转动复合刚体转动惯量表示惯量表示第三类:质点在转动圆盘上运动第三类:质点在转动圆盘上运动教材:教材:423、26(19、22)相对运动相对运动第26页17.lmm1v0v一静止悬挂刚体可绕经过棒上端轴一静止悬挂刚体可绕经过棒上端轴 O 转动,棒质量为转动,棒质量为 m,长为,长为 l。另有质另有质量为量为 m1 子弹,以水平速度子弹,以水平速度 v0 射棒下射棒下端,穿出后速度端,穿出后速度 v=
11、v0/3。求(。求(1)子)子弹穿出时棒角速度。弹穿出时棒角速度。(2)棒受到冲量矩)棒受到冲量矩第27页lmm1v0v解解(1)将子弹与杆视为一个系统,系统对轴角动)将子弹与杆视为一个系统,系统对轴角动量守恒量守恒(若留在其中:(若留在其中:)第28页lmm1v0v(2)依据角动量定理,棒受到冲量矩等于棒角动)依据角动量定理,棒受到冲量矩等于棒角动量增量量增量第29页1818、如如图图所所表表示示,A和和B两两飞飞轮轮轴轴杆杆在在同同一一中中心心线线上上,设设两两轮轮转转动动惯惯量量分分别别为为 JA 和和 JB,开开始始时时,A轮轮转转速速为为每每分分钟钟n0圈圈分分 ,B轮轮静静止止,C
12、为为摩摩擦擦啮啮合合器器,其其转转动动惯惯量量可可忽忽略略不不计计,A、B分分别别与与C左左、右右两两个个组组件件相相连连,当当C左左右右组组件件啮啮合合时时,B轮轮得得到加速而到加速而A轮减速,直到两轮转速相等为止。设轴光滑,求:轮减速,直到两轮转速相等为止。设轴光滑,求:(1)两)两轮啮合后合后转速速n;(2)两轮各自所受冲量矩。)两轮各自所受冲量矩。第30页解(解(1)AB组成系统对轴角动组成系统对轴角动量守恒量守恒第31页(2)A轮受到冲量矩:轮受到冲量矩:B轮受到冲量矩:轮受到冲量矩:第32页19.有二分之一径为有二分之一径为R水平圆转台,可绕经过其水平圆转台,可绕经过其中心竖直轴转
13、动,转动惯量为中心竖直轴转动,转动惯量为J,开始时转台,开始时转台以匀角速度以匀角速度 0转动,此时有一质量为转动,此时有一质量为m人站在人站在转台中心。随即人沿半径向外跑去,当人抵达转台中心。随即人沿半径向外跑去,当人抵达转台边缘时,转台角速度为转台边缘时,转台角速度为 v解:解:第33页热学热学一、气体动理论一、气体动理论1、理想气体压强公式:、理想气体压强公式:温度公式:温度公式:2、速率分布函数、三种速率、速率分布函数、三种速率速率分布在速率分布在vv+dv附近单位速率区间附近单位速率区间内相对分子数内相对分子数第34页20.f(v)物理意义是什么物理意义是什么?说明以下各式物理意义说
14、明以下各式物理意义.(1)(2)(5)(6)(3)(4)(1)速率分布在附近速率区速率分布在附近速率区间内分子数占总分子数比率间内分子数占总分子数比率(2)速率分布在附近速率区速率分布在附近速率区间内总分子数间内总分子数第35页(3)有限速率区间有限速率区间间隔内分间隔内分子数占总分子数比率子数占总分子数比率(4)速率分布在速率分布在区间内分子速率区间内分子速率总和与系统内总分子数比值总和与系统内总分子数比值(5)速率分布在速率分布在 区间内分子平区间内分子平均速率均速率(6)有限速率区间有限速率区间间隔内分子数间隔内分子数第36页21.理想气体处于理想气体处于v0 速率区间分子速率区间分子概
15、率概率为为(A)(B)(C)(D)22.(1)速率大于)速率大于V0分子数分子数(2)速率大于)速率大于V0分子概率分子概率B第37页单原子分子理想气体单原子分子理想气体双原子分子理想气体双原子分子理想气体分子平均分子平均平动动能平动动能分子平均分子平均平动动能平动动能分子平分子平均能量均能量分子平分子平均能量均能量mM摩尔理想气体内能摩尔理想气体内能mM摩尔理想气体内能摩尔理想气体内能第38页 23.指出以下各式物理意义:指出以下各式物理意义:第39页分子任何一个自由度上均分平均能量。分子任何一个自由度上均分平均能量。(2)分子平均平动能。分子平均平动能。(单原子分子平均能量)单原子分子平均
16、能量)(3)分子平均能量。分子平均能量。(1)(4)1 mol 理想气体内能。理想气体内能。(5)m/M mol 单原子分子理想气体内能。单原子分子理想气体内能。(6)m/M mol 理想气体内能。理想气体内能。第40页24.2mol 温度温度为为T双原子分子理想气体双原子分子理想气体,其分子平均平动动能其分子平均平动动能 (););分子平均能量分子平均能量 ();气体内能气体内能 E=()第41页4.热一律内容热一律内容:系统从外界吸收热量系统从外界吸收热量Q,一部分用来增加系统内能一部分用来增加系统内能,另另一部分用于系统对外做功一部分用于系统对外做功Q=(E2-E1)+W对于微小状态改变
17、过程对于微小状态改变过程:dQdW=dE+5、准静态过程功、准静态过程功从状态从状态ab,气体对外做功气体对外做功:第42页过程方程过程方程:等温等温等压等压绝热绝热第43页pv0p1V1V2p2dQ=012绝热过程中系统对外做功绝热过程中系统对外做功:PV=RT第44页由四个等值过程组成循环循环效率由四个等值过程组成循环循环效率:正循环:正循环:逆循环:逆循环:第45页热机效率热机效率制冷机工作系数制冷机工作系数卡卡 诺诺 热热 机机卡卡 诺诺 制制 冷冷 机机热力学第二定律热力学第二定律开尔文表述法开尔文表述法克劳修斯表述法克劳修斯表述法第46页.热二律表述法热二律表述法表述表述1克劳修斯
18、表述法克劳修斯表述法表述表述2开尔文表述法开尔文表述法 不可能把热量从低温物体传到高温物体不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其它影响。(方向)而不产生其它影响。(方向)不可能从单一热源吸热使之完全变成有用不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不产生其它影响。(程度)功而不产生其它影响。(程度)第47页25、一台工作在、一台工作在1270C和和270C之间卡诺热机,每一循之间卡诺热机,每一循环放热环放热4000J,对外做功,对外做功A1333J B5333J C4000J D3000J卡诺循环循环效率卡诺循环循环效率期中一、期中一、10.第48页26.26.如图所表示,如图所表示,ab
19、cdaabcda为为1mol1mol双原子分子理想气体循环过程,双原子分子理想气体循环过程,求(求(1 1)气体循环一次,从外界吸收总热量;)气体循环一次,从外界吸收总热量;(2 2)气体循环一次对外作净功;)气体循环一次对外作净功;(3 3)求此循环效率。)求此循环效率。02030100200P(SI)V(SI)bacd解解(1)判断吸)判断吸热过程为:热过程为:ab和和bc第49页02030100200P(SI)V(SI)bacd气体循环一次,从外界吸收总热量气体循环一次,从外界吸收总热量Q=1JQ=1J(2)气体循环一次对外作净功气体循环一次对外作净功:W=S:W=Sabcdabcd=1
20、000J=1000J(3 3)此循环效率)此循环效率第50页27.1mol理想气体在理想气体在T1=400K高温热源和高温热源和T2=300K低温热低温热源之间作卡诺循环(可逆),在源之间作卡诺循环(可逆),在400K等温线上起始体积等温线上起始体积为为V1=0.001m3,终止体积为终止体积为V2=0.005m3,试求此气体在每,试求此气体在每一循环中一循环中:(1)从高温热源吸收热量从高温热源吸收热量Q1(2)气体所做净功气体所做净功W(3)气体传给低温热源热量气体传给低温热源热量Q2oVP第51页oVP第52页28.证实两条绝热线证实两条绝热线1,2不可能相交。不可能相交。12abV0P12-图图解解:假设两条绝热线假设两条绝热线1和和2相相交于交于a,b两点两点,形成一个循环过程形成一个循环过程a1 b 2 a,在这一循环中在这一循环中 Q=0,W0,系统对外做功系统对外做功 E=0 Q E+W违反了热力学违反了热力学第一定律第一定律第53页等温线等温线绝热绝热线线一条等温线一条等温线和一条绝热和一条绝热线不能组成线不能组成一个循环一个循环12abV0P12-图图循环效率循环效率违反热力学第二定律违反热力学第二定律29.证实:证实:第54页