物理(一):力学:练习题和考试题

大学物理的第一门课:匀变速直线运动、牛顿定律、抛体运动、圆周运动、功和能、动量以及振动。考试题考查你能否选对原理,所以要练习识别一道题需要用哪个原理。

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速成包(PDF)公式表、方法步骤和附完整解答的练习题,可直接打印。

本课程的主题

  1. 运动学加速 · 制动 · 竖直上抛计算
  2. 牛顿定律有摩擦的推动 · 斜面 · 桌面与滑轮计算
  3. 抛体运动水平抛出 · 从地面抛出 · 从高处抛出计算
  4. 圆周运动向心力 · 弯道上的摩擦 · 竖直圆周计算
  5. 功和能自由落体 · 有摩擦的斜面 · 坡道、摩擦和弹簧计算
  6. 动量与碰撞完全非弹性碰撞 · 弹性碰撞 · 冲量与力计算
  7. 弹簧与单摆弹簧振子 · 单摆 · 速度、加速度与能量计算
  8. 波、声与光学波速、声级与折射 · 驻波、透镜与多普勒效应 · 干涉、光栅、反射镜与光纤计算

物理(一):力学 考试技巧

  • 每道力学题都先画受力图,并选定一个正方向。
  • 如果题目不问时间,用能量方法通常比用力和运动学更快。
  • 碰撞中动量守恒;只有弹性碰撞中动能也守恒。

例题详解

运动学简单
t (s)v (m/s)20 s10

一列火车在 20 s 内从 15 m/s 匀减速到 10 m/s。 这段时间内它行驶了多远?求 s。

v₀ = 15 m/sv = 10 m/st = 20 s

求: s (m)

显示提示
  1. 加速度恒定时,平均速度是初速度与末速度的平均值。
  2. s = (v₀ + v)/2 · t。它是 v–t 图线下的面积。
  3. 平均速度 = 12.5 m/s.
显示答案和分步解答

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

平均速度

(v₀ + v)/2 = (15 + 10)/2 = 12.5 m/s

距离

s = 12.5·20 = 250 m

答案

s = 250 m
牛顿定律中等
25 kg35°F = 140 Nμ = 0.25

一个 25 kg 的雪橇被一根与水平方向成 35° 向上的绳子以 140 N 的力拉着在平坦的雪地上移动。动摩擦因数为 0.25。取 g = 9.81 m/s²。求雪橇的加速度 a。

m = 25 kgF = 140 Nθ = 35°μ = 0.25g = 9.81 m/s²

求: a (m/s²)

显示提示
  1. 把拉力分解为 F·cos θ(向前)和 F·sin θ(向上)。
  2. 竖直方向:N + F·sin θ = m·g。摩擦力为 μ·N。
  3. N = 164.9 N.
显示答案和分步解答

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

法向力

N = m·g − F·sin θ = 245.3 − 140·sin 35° = 164.9 N

水平方向的力

m·a = F·cos θ − μ·N = 114.7 − 41.24
a = 73.44/25 = 2.938 m/s²

答案

a = 2.938 m/s²

练习方式

  • “练习本课程”会混合出该课程所有主题的题目,就像真正的考试一样。
  • 每道题的数值都不同,让你掌握方法,而不是记住答案。
  • 卡住了?先打开一个小提示,需要时再查看完整解析。
  • 模拟考试限时且没有提示,结束后你会得到分数和完整的回顾。

本课程的计算器

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