浙江大学城市学院大学物理B(上)练习册-3、4讲

l?l01??答案:v?0.6c

20.82v3;1???();???

1c5212、根据天体物理学的观测和推算,宇宙正在膨胀,太空中的天体都离开我们的星球而去。假定在地球上观察到一颗脉冲星(看来发出周期性脉冲无线电波的星)的脉冲周期为

0.50s,且这颗星正沿观察方向以运行速度0.8c(c为真空

中光速)离我们而去,那么这颗星的固有脉冲周期应是________________。

?0??1???0.51?(0.8)?0.3s

答案:

13、两个惯性系中的观察者O和O?以0.6c(c表示真空中光速)的相对速度互相接近。如果O测得两者的初始距离是20m,则

O?测得两者经过时间?t?______________s

22后相遇。

l'?l01??2?201?0.62?16(m)

l'201?0.62?t'???8.89?10?8s

v0.6c答案:?t?8.9?10?8s

14、?粒子在加速器中被加速,当其质量为静止质量的5倍时,

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其动能为静止能量的____倍。

Ek?mc2?m0c2?4m0c2

答案:4倍

15、一个静止质量为m0的粒子,以速率v?动时,粒子的动能Ek? 。

3c(c为光速)运2Ek?mc?m0c?221321?(c)2m0c2?m0c2?m0c2

答案:m0c

2

三、计算题

1、一质量为m的车技演员,在半径为R的圆形轨道内进行车技表演,其角速度与时间的关系为:??ct2(式中c为常量),则:① 写出运动路程S与时间t的关系式(设t?0时,S?0);② 求t时刻,车技演员对圆心O点的角动量。

d?22?ct,d??ctdt (1) dt?

?0d???ctdt,0t2131??ct,S?R??cRt3

33- 26 -

(2)L?I??mR2ct2

答案:

2、用一质量M?3.0kg,半径R?0.4m的圆柱状匀质卷轴从水井中提水,卷轴边缘绕有轻绳,可绕水平轴自由转动,绳子下端挂一质量m?2.0kg的水桶,如图所示,绳与卷轴间无相对滑动。开始时水桶静止于井的顶部,下落3秒后听到水桶撞击水声,求水井的深度?

1 TR?MR2?2mg?T?maa?R?

2mga?M?2m;

d?12at2?mgM?2mt2?25.2(m)

答案:d?25.2m

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3、飞轮的质量为60kg、直径为0.50m、转速为1000revmin,现

?要求在5s内使其制动,求制动力F的大小。假定闸瓦与飞轮

之间的摩擦因数??0.4,飞轮的质量全部分布在轮的外周上。尺寸如图所示。

????0t??2000?/6020?5??3rads2

M?I??(12mR2)(?20?3)

M???NR???(1.250.5F)R ??(1.250.5F)R?(12mR2)(?20?3)

答案:F?100??314?N?

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?0.5m0.75mF?

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