理論力學(xué)期中試題及答案

理論力學(xué)期中試題及答案姓名：____________________

一、選擇題（每題[2]分，共[10]分）

1.下列關(guān)于牛頓運(yùn)動定律的說法中，錯誤的是（）

A.力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因

B.物體的運(yùn)動不需要力來維持

C.物體受到的合外力越大，加速度越小

D.牛頓第三定律指出作用力與反作用力大小相等，方向相反

2.一個物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，下列說法中正確的是（）

A.物體受到的合外力為零

B.物體受到的合外力不為零

C.物體的加速度不為零

D.物體的速度不為零

3.一物體受到兩個力F1和F2，若F1的方向與F2相同，則下列說法中正確的是（）

A.F1和F2的合力為零

B.F1和F2的合力大小等于F1和F2之和

C.F1和F2的合力方向與F1和F2的方向相反

D.F1和F2的合力方向與F1和F2的方向相同

4.一物體做勻速圓周運(yùn)動，下列說法中正確的是（）

A.物體的速度為零

B.物體的加速度為零

C.物體的速度大小不變，方向不斷改變

D.物體的速度大小不斷改變，方向不變

5.一個物體從靜止開始沿水平面滑行，受到的阻力與重力相等，則下列說法中正確的是（）

A.物體的速度逐漸減小

B.物體的速度逐漸增大

C.物體的加速度逐漸減小

D.物體的加速度逐漸增大

二、填空題（每題[3]分，共[9]分）

1.物體的運(yùn)動狀態(tài)改變的原因是（）。

2.物體做勻速直線運(yùn)動的條件是（）。

3.物體做勻速圓周運(yùn)動的條件是（）。

三、解答題（每題[10]分，共[30]分）

1.一物體從靜止開始沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動，已知斜面傾角為30°，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，求物體的加速度大小。

2.一物體在水平面上受到兩個力F1和F2的作用，F(xiàn)1的大小為10N，F(xiàn)2的大小為6N，F(xiàn)1的方向與水平方向成30°角，F(xiàn)2的方向與水平方向成45°角，求物體的合外力大小和方向。

3.一物體做勻速圓周運(yùn)動，半徑為R，角速度為ω，求物體的線速度大小。

四、計算題（每題[10]分，共[30]分）

4.一物體從高處自由落下，已知物體下落的高度為h，求物體落地時的速度v。

已知條件：重力加速度g=9.8m/s2

5.一物體在水平面上受到一個水平向右的恒力F的作用，物體在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動，已知物體的質(zhì)量m=2kg，加速度a=3m/s2，求物體受到的摩擦力f。

已知條件：摩擦系數(shù)μ=0.3

6.一物體在水平面上受到兩個相互垂直的力F1和F2的作用，F(xiàn)1的大小為15N，F(xiàn)2的大小為10N，求物體的合外力大小和方向。

五、簡答題（每題[5]分，共[25]分）

7.簡述牛頓第一定律的內(nèi)容及其意義。

8.解釋什么是慣性，并說明慣性與質(zhì)量的關(guān)系。

9.簡述牛頓第三定律的表述及其應(yīng)用。

10.解釋什么是力矩，并說明力矩與力、力臂的關(guān)系。

六、應(yīng)用題（每題[10]分，共[30]分）

11.一輛汽車以v0的速度勻速行駛在水平直路上，當(dāng)汽車突然緊急剎車時，剎車系統(tǒng)在5秒內(nèi)使汽車減速到0。已知汽車的質(zhì)量為m，剎車系統(tǒng)提供的平均制動力為F，求汽車剎車過程中的平均加速度a。

已知條件：v0=20m/s，m=1000kg

12.一物體以初速度v0=10m/s沿水平面做斜拋運(yùn)動，已知物體的質(zhì)量m=2kg，重力加速度g=9.8m/s2，求物體在運(yùn)動過程中所受的重力做功W。

已知條件：物體拋出點(diǎn)的水平位移x=5m，垂直位移y=2m

13.一物體在水平面上受到一個沿水平方向的恒力F的作用，物體在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動，已知物體的質(zhì)量m=3kg，加速度a=2m/s2，求物體在運(yùn)動過程中所受的摩擦力f。

已知條件：摩擦系數(shù)μ=0.5

試卷答案如下：

一、選擇題答案：

1.C

解析思路：牛頓第二定律指出物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，故C選項錯誤。

2.A

解析思路：物體做勻速直線運(yùn)動時，所受的合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，物體保持勻速直線運(yùn)動。

3.B

解析思路：根據(jù)力的合成原理，兩個相同方向的力合成時，合力大小等于兩個力的大小之和。

4.C

解析思路：物體做勻速圓周運(yùn)動時，速度大小不變，但由于方向不斷改變，故加速度不為零。

5.B

解析思路：物體受到的合外力等于摩擦力與重力的合力，摩擦力與重力相等，故合外力不為零，物體做勻加速直線運(yùn)動。

二、填空題答案：

1.力

解析思路：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。

2.物體受到的合外力為零

解析思路：物體做勻速直線運(yùn)動的條件是物體受到的合外力為零。

3.摩擦力與向心力平衡

解析思路：物體做勻速圓周運(yùn)動的條件是摩擦力與向心力平衡。

三、解答題答案：

1.解：a=g*sin30°-μg*cos30°=9.8*0.5-0.2*9.8*√3/2=4.9-1.732=3.168m/s2

解析思路：根據(jù)牛頓第二定律，a=F/m，其中F為合外力，m為物體質(zhì)量。合外力由重力分力和摩擦力組成，重力分力為mg*sinθ，摩擦力為μmg*cosθ。

2.解：F合=√(F12+F22+2F1F2cosθ)=√(102+62+2*10*6*cos45°)≈14.42N，F(xiàn)合的方向與F1和F2的夾角θ約為22.6°。

解析思路：利用力的合成原理，求出合外力的大小和方向。

3.解：v=ωR

解析思路：根據(jù)圓周運(yùn)動的速度公式，線速度v等于角速度ω乘以半徑R。

四、計算題答案：

4.解：v=√(2gh)=√(2*9.8*h)

解析思路：利用自由落體運(yùn)動的速度公式，v=√(2gh)。

5.解：f=μN(yùn)=μmg=0.3*2*9.8≈5.88N

解析思路：利用摩擦力公式，f=μN(yùn)，其中N為物體所受的正壓力，即mg。

6.解：F合=√(F12+F22)=√(152+102)=25N

解析思路：利用力的合成原理，求出合外力的大小。

五、簡答題答案：

7.牛頓第一定律：一個物體如果不受外力作用，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。

解析思路：簡述牛頓第一定律的內(nèi)容及其意義。

8.慣性：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。

解析思路：解釋什么是慣性，并說明慣性與質(zhì)量的關(guān)系。

9.牛頓第三定律：對于任何兩個相互作用的物體，它們之間的作用力和反作用力大小相等，方向相反。

解析思路：簡述牛頓第三定律的表述及其應(yīng)用。

10.力矩：力對物體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的效應(yīng)，力矩等于力乘以力臂，力矩與力、力臂成正比。

解析思路：解釋什么是力矩，并說明力矩與力、力臂的關(guān)系。

六、應(yīng)用題答案：

11.解：a=(v0-0)/t=20/5=4m/s2

解析思路：利用勻變速直線運(yùn)動的速度公式，a=