《新編基礎(chǔ)物理學(xué)》第二章習(xí)題解答和分析

1、習(xí)題二21兩質(zhì)量分別為m和M的物體并排放在光滑的水平桌面上，現(xiàn)有一水平力F作(Mm)?用在物體m上，使兩物體一起向右運(yùn)動(dòng)，如題圖2－1所示，求兩物體間的相互作用力若水平力F作用在M上，使兩物體一起向左運(yùn)動(dòng)，則兩物體間相互作用力的大小是否發(fā)生變化？分析：用隔離體法，進(jìn)行受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律列方程。解：以m、M整體為研究對(duì)象，有：…①()FmMa????以m為研究對(duì)象，如圖21（a），有…②MmFFma?????由①、②，有相互作用力

2、大小MmMFFmM??若F作用在M上，以m為研究對(duì)象，如圖21（b）有…………③MmFma???由①、③，有相互作用力大小，發(fā)生變化。MmmFFmM??22.在一條跨過(guò)輕滑輪的細(xì)繩的兩端各系一物體，兩物體的質(zhì)量分別為M1和M2，在M2上再放一質(zhì)量為m的小物體，如圖所示，若M1=M2=4m，求m和M2之間的相互作用力，若M1=5m，M2=3m，則m與M2之間的作用力是否發(fā)生變化？分析：由于輕滑輪質(zhì)量不計(jì)，因此滑輪兩邊繩中的張力相等，用隔離

3、體法進(jìn)行受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律列方程。解：取向上為正，如圖22，分別以M1、M2和m為研究對(duì)象，有：111TMgMa??222()()MmgTMma??????2MmmgmaF???又：T1=T2，則：=2MmF1122MmgMMm??當(dāng)M1=M2=4m，當(dāng)M1=5mM2=3m，發(fā)生變化。289MmmgF?2109MmmgF?m（a）MmF?mF?m（b）MmF?m解：如圖2—5，建坐標(biāo)系，以沿斜面向上為正方向。在與所在的平面上做力

4、，且mg?N?F?02????（若，此時(shí)F偏大）2?????則：cossin0Fmgf??????fN??sincos0NFmg?????則有：2(cossin)(cossin)1arctansincos1sin()mgmgF??????????????????????即：min2(cossin)arctan1mgF??????????????此時(shí)226.一木塊恰好能在傾角的斜面上以勻速下滑，現(xiàn)在使它以初速率沿這一斜面上滑，?0v問(wèn)它在

5、斜面上停止前，可向上滑動(dòng)多少距離？當(dāng)它停止滑動(dòng)時(shí)，是否能再?gòu)男泵嫔舷蛳禄瑒?dòng)？分析：利用牛頓定律、運(yùn)動(dòng)方程求向上滑動(dòng)距離。停止滑動(dòng)時(shí)合力為零。解：由題意知：①??ant?向上滑動(dòng)時(shí)，②mamgmg?????cossin③aS220?v聯(lián)立求解得)sin4(20?gSv?當(dāng)它停止滑動(dòng)時(shí)，會(huì)靜止，不再下滑27.5kg的物體放在地面上，若物體與地面之間的摩擦系數(shù)為0.30，至少要多大的力才能拉動(dòng)該物體？分析：要滿(mǎn)足條件，則F的大小至少要使水平方

6、向上受力平衡。解：如圖2—7，cos(sin)FfNmgF????????21(arctan)1sin()mgF??????????當(dāng)sin()114.08N???????min2mg時(shí)F=12—8.兩個(gè)圓錐擺，懸掛點(diǎn)在同一高度，具有不同的懸線長(zhǎng)度，若使它們運(yùn)動(dòng)時(shí)兩個(gè)擺球離開(kāi)地板的高度相同，試證這兩個(gè)擺的周期相等分析：垂直方向的力為零，水平方向的力提供向心力。先求速度，再求周期討論。證：設(shè)兩個(gè)擺的擺線長(zhǎng)度分別為和，擺線與豎直軸之間的夾角