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医用物理学作业详细答案

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第三章流体的运动

3-5水的粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知在截面S 1处的压强为110Pa ，流速为0.2m/s ，在截面S 2处的压强为5Pa ，求S 2处的流速（内摩擦不计）。

解：根据液体的连续性方程，在水平管中适合的方程：

=+21121ρυP 22221ρυ+P

代入数据得： 22323100.12152.0100.121110υ????=???+

得 )/(5.02s m =υ

答：S 2处的流速为0.5m/s 。

3-6水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为最细处的3倍，若出口处的流速为2m/s ，问最细处的压强为多少？若在此最细处开个小孔，水会不会流出来？

解：将水视为理想液体，并作稳定流动。设管的最细处的压强为P 1，流速为v 1，高度为h 1，截面积为S 1；而上述各物理量在出口处分别用P 2、v 2、h 2和S 2表示。对最细处和出口处应用柏努利方程得：

=++121121gh P ρρυ222221gh P ρρυ++

由于在水平管中，h 1=h 2

=+21121ρυP 22221ρυ+P

从题知：S 2=3S 1 根据液体的连续性方程： S 1υ1 = S 2υ2

∴ 212112213/3/υυυ===S S S S V

又Θ

Pa P P 50210013.1?==

∴

)

ρυ-

4ρυ

013

.1?

085

.0?

显然最细处的压强为Pa

085

.0?小于大气压，若在此最细处开个小孔,水不会流出来。

3-7在水管的某一点，水的流速为2 cm/s，其压强高出大气压104 Pa,沿水管到另一点高度比第一点降低了1m，如果在第2点处水管的横截面积是第一点处的二分之一，试求第二点处的压强高出大气压强多少？

解：已知：s

cm/

υ,

=, m

=, 2/1

s, 0

h, x

水可看作不可压缩的流体，根据连续性方程有：

s=，故

v==2

v 又根据伯努利方程可得：

pρ

ρ+

故有：2

10v

+ρ

10gh

xρ

ρ+

)

103

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5 / 14 =2×104 pa 3-8一直立圆柱形容器，高0.2m ，直径0.2m ，顶部开启，底部有一面积为10-4m 2的小孔，水以每秒 1.4×10-4m 3的快慢由水管自上面放入容器中。问容器内水面可上升的高度？若达到该高度时不再放水，求容器内的水流尽需多少时间。

解：如图，设某一时刻容器中水平距底面为h,此时，如图作一流线经过1，2两点。由柏努利方程得：

222221112

121v gh P v gh P ρρρρ++=++由连续性原理得：Q v S v S ==2211

因1，2点与大气相通，故021P P P ==

又由题知，21S S >>，求2v 时可认为01≈v ，

代入柏努利方程易得：gh v 22≈

当从上注水时，当Q gh S v S ==2222时，水面稳定，不

升不降。此时：)(1.0)10(8.92)104.1(22

42220m gS Q h =???==-- 停止注水后，水面开始下降，设下降速度为1v ，故：

gh S S v S S dt dh v 212

2121==-=

dt S S gh dh

122=-，两边积分得：??=-t h dt S S gh dh 012002 t S S g h 1

2022=，)(2.118.91.02104/1.014.324/242022

021

1s g h S d g h S S t =??===-π 答：（略）。 3-10用皮托管插入流水中测水流速度，设管中的水柱高度分别为3510m -?和25.410m -?，求水流速度。

解：由皮托管原理 212

v g h ρρ=?

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2229.8 4.9100.98(/)v g h m s -=?=???=

3-11一条半径为3mm 的小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段的有效半径为2mm ，血流平均速度为50cm/s ，试求：

（1）未变窄处的血流平均速度；

（2）会不会发生湍流；

（3）狭窄处的血流动压强。

解：(1)设血液在未变窄处和狭窄段的横截面积和流速分别为S 1、υ1和S 2、υ2。根据连续性方程：

S 1υ1=S 2υ2

222121υπυπr r =

代入数据

5.0)102()103(23123--?=?πυπ 求得 )/(22.01s m =υ

(2)将33/1005.1m kg ?=ρ，

S Pa ??=-310.30η，s m /5.0=υ，m r 2102-?=代入公式Re vr ρη

=得： 33

1.05100.5210Re 35010003.010vr ρη---????===

(3)柏努利方程

=++

121121gh P ρρυ222221gh P ρρυ++ 狭窄处的血流动压为：232211 1.05100.5131()22

v Pa ρ=???= 答：(1)未变窄处的血流平均速度为0.22m/s(2)不会发生湍流;(3)狭窄处的血流动压强为131Pa. 3-12 20℃的水在半径为1×10-2m 的水平圆管内流动，如果在管轴的流速为0.1m.s -1，则由于粘滞性，水沿管子流动10m 后，压强降落了多少？

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解：由泊肃叶定理知，流体在水平圆管中流动时，流速随半径的变化关系为：

)(4222r R L

P R v -=η? 在管轴处，r=0， L

P R v η44?=轴 )(40)

101(1.010100.1442234a P R L

v P =?????==--η轴? 3-13设某人的心输出量为0.83×10-4 m 3/s,体循环的总压强差为12.0kPa,试求此人体循环的总流阻（即总外周阻力）是多少N·S/m 5. 解：根据泊肃叶定律：P Q R

?= 4

8541.210 1.4410()0.8310

P R N s m Q --??===???? 答：总流阻（即总外周阻力）是85

1.4410()N s m -???

3-14设橄榄油的粘滞系数为0.18Pa·s ，流过管长为0.5m 、半径为1cm 的管子时两端压强差为2.0×104N/m 2，求其体积流量。解：根据泊肃叶定律：48P R P Q R L

πη??== 将=η0.18Pa·s ，l = 0.5m ，R = 1.0×102m , ?P = 2.0×104N/m 2代入，可求得4244

433.14(1.010)2108.710(/)880.180.5

R P Q m s L πη--?????===??? 答：其体积流量为8.7×10-4cm 3/s.

3-15假设排尿时尿从计示压强为40mmHg 的膀胱经过尿道口排出，已知尿道长为4cm ，体积流量为21cm 3/s ，尿的粘滞系数为6.9×10-4 Pa·S,求尿道的有效.体积流量为21cm 3/s ，尿的粘滞系数为6.9×10-4 Pa·S,求尿道的有效直径.

解：根据泊肃叶定律：

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48P R P Q R L

πη??== 642

1345

882110 6.910410 2.710 403.14 1.0110760Q L R m P ηπ----??????===????? 0.7R mm = ∴ 直径 d =2R =1.4mm

答：尿道的有效直径为1.4mm 。

3-16设血液的粘度为水的5倍，如以172cm s -?的平均速度通过主动脉，试用临界雷诺数为1000来计算其产生湍流时的半径。已知水的粘度为46.910Pa s -??。解：Re vr ρη

= 血液密度为331.0510kg m -?? 433Re 1000 6.9105 4.610()1.05100.72

r m v ηρ--???===??? 3-17一个红细胞可以近似的认为是一个半径为2.0×10-6m 的小球。它的密度是1.09×103kg/m 3。试计算它在重力作用下在37℃的血液中沉淀1cm 所需的时间。假设血浆的η=1.2×10-3 Pa·s ，密度为1.04×103 kg/m 3。如果利用一台加速度g r 5

210=ω的超速离心机，问沉淀同样距离所需的时间又是多少？

解：已知：r=2.0×10-6m ，=ρ 1.09×103kg/m 3，='ρ 1.04×103 kg/m 3，=η 1.2×10-3 Pa·S ，在重力作用下红细胞在血浆中沉降的收尾速度为： g r T 2)(92ρρηυ'-=

8.9)102)(1004.11009.1(102.19226333???-???=-- s m /106.37-?=

以这个速度沉降1厘米所需时间为：

S t 47108.2106.301.0?=?=

9 / 14 当用超速离心机来分离时红细胞沉淀的收尾速度为： R r T 22)(92ωρρηυ'-=

526333108.9)102)(1004.11009.1(102.192????-???=

-- =s m /106.32-?

以这个速度沉降1厘米所需时间为：

S t 28.0106.301.07=?=-

答：红细胞在重力作用下在37℃的血液中沉淀1cm 所需的时间为2.8×104秒。假设血浆的

η=1.2×10-3 Pa·S ，密度为1.04×103 kg/m 3，如果利用一台加速度g r 5210=ω的超速离心机，沉淀

同样距离所需的时间是0.28秒。

第七章液体的表面现象

7-14吹一个直径为10cm 的肥皂泡，设肥皂泡的表面张力系数1

31040--??=m N α。求吹此肥皂泡所作的功，以及泡内外的压强差。

解：不计使气体压缩对气体所做的功，吹肥皂泡所做的功全部转化为肥皂泡的表面能。 )(108.210.014.32104023232J d S A --?=????=?==παα

泡内外的压强差为 )(2.32

/10.0104042/413

--?=??==?m N d P α 答：略。

7-15一U 型玻璃管的两竖直管的直径分别为1mm 和3mm 。试求两管内水面的高度差（水的表面张力系数1

31073--??=m N α）。

解：如图，因水与玻璃的接触角为0 rad 。

由附加压强公式知： 1012r P P α-=，2

022r P P α-=

10 / 14 故：122122r r h g P

P ααρ-=?=- )(102)2

/103107322/10110732(8.9101)22(1233

33312m r r g h -----?=???-????=-=?ααρ 答：略。

7-16在内半径为0.30r mm =的毛细管中注入水，在管的下端形成一半径 3.0R mm =的水滴，求管中水柱的高度。

解：在毛细管中靠近弯曲液面的水中一点的压强为102P P r α=-

，在管的下端的水滴中一点的压强为202P P R

α=+，且有21P P gh ρ-=。由上面三式可得 323332112731011()() 5.4610()109.80.310310

h m g r R αρ----??=+=+=???? 7-17有一毛细管长20L cm =，内直径 1.5d mm =，水平地浸在水银中，其中空气全部留在管中，如果管子浸在深度10h cm =处，问：管中空气柱的长度1L 是多少？（设大大气压强076P cmHg =，已知水银表面张力系数10.49N m α-=?，与玻璃的接触角θπ=）。解：因为水银与玻璃的接触角为θπ=，所以水银在玻璃管中形成凹液面，如图所示

所以 2A B P P r

α=- 010B P P cmHg =+ 3520.49768685.020.7510 1.0110A P cmHg -?=-

?=?? 由表面浸入水银下的过程中，毛细管中的空气满足理想气体状态方程，且温度不变，故有

第8版医用物理学课后习题答案

习题三第三章流体的运动 3-1 若两只船平行前进时靠得较近，为什么它们极易碰撞? 答：以船作为参考系，河道中的水可看作是稳定流动，两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小，则流速增加，从而压强减小，因此两船之间水的压强小于两船外侧水的压强，就使得两船容易相互靠拢碰撞。 3-6 水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细处的3倍，若出口处的流速为2m·s-1，问最细处的压强为多少?若在此最细处开一小孔，水会不会流出来。(85kPa) 3-7 在水管的某一点，水的流速为2m·s-1，高出大气压的计示压强为104Pa，设水管的另一点的高度比第一点降低了1m，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的1／2，求第二点处的计示压强。(13．8kPa) 3-8 一直立圆柱形容器，高0.2m，直径0.1m，顶部开启，底部有一面积为10-4m2的小孔，水以每秒 1.4×10-4m3的快慢由水管自上面放人容器中。问容器内水面可上升的高度? (0．1；11．2s．)

3-9 试根据汾丘里流量计的测量原理，设计一种测气体流量的装置。提示：在本章第三节图3-5中，把水平圆管上宽、狭两处的竖直管连接成U形管，设法测出宽、狭两处的压强差，根据假设的其他已知量，求出管中气体的流量。解：该装置结构如图所示。 3-10 用皮托管插入流水中测水流速度，设两管中的水柱高度分别为5×10-3m和5.4× 10-2m，求水流速度。(0.98m·s-1) 3-11 一条半径为3mm的小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段的有效半径为2mm，血流平均速度为50㎝·s-1，试求 (1)未变窄处的血流平均速度。(0.22m·s—1) (2)会不会发生湍流。(不发生湍流，因Re = 350) (3)狭窄处的血流动压强。(131Pa)

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习题三第三章流体的运动 3-1 若两只船平行前进时靠得较近，为什么它们极易碰撞 ? 答：以船作为参考系，河道中的水可看作是稳定流动，两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小，则流速增加，从而压强减小，因此两船之间水的压强小于两船外侧水的压强，就使得两船容易相互靠拢碰撞。 3-6 水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细处的 3 倍，若出口处的流速为 2m · s -1 ，问最细处的压强为多少 ?若在此最细处开一小孔，水会不会流出来。 (85kPa) 3-7 在水管的某一点，水的流速为 2m ·s -1 ，高出大气压的计示压强为 104Pa ，设水管的另一点的高度比第一点降低了 1m ，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的 1／2，求第二点处的计示压强。 (13 ．8kPa) 3-8 一直立圆柱形容器，高 0.2m ，直径 0.1m ，顶部开启，底部有一面积为 10-4 m 2 的小孔，水以每秒 1.4 × 10 -4 3 的快慢由水管自上面放人容器中。问容器内水面可上升的高度 ? m (0 ． 1； 11． 2s ． )

3-9试根据汾丘里流量计的测量原理，设计一种测气体流量的装置。提示：在本章第三节图 3-5 中，把水平圆管上宽、狭两处的竖直管连接成U 形管，设法测出宽、狭两处的压强差，根据假设的其他已知量，求出管中气体的流量。解：该装置结构如图所示。 3-10 用皮托管插入流水中测水流速度，设两管中的水柱高度分别为5× 10-3 m和 5.4 ×10-2 m，求水流速度。(0.98m · s-1 ) 3-11 一条半径为3mm的小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段的有效半径为2mm，血流平均速度为 50 ㎝· s-1，试求 (1) 未变窄处的血流平均速度。(0.22m ·s—1) (2) 会不会发生湍流。( 不发生湍流，因 Re = 350) (3) 狭窄处的血流动压强。(131Pa)

《医用物理学》试题及答案

医用物理学试题A 卷姓名：年级：专业：一、填空题（每小题2分，共20分） 1、水在截面不同的水平管内做稳定流动，出口处的截面积为管最细处的3倍。若出口处的流速为2m/s ，则最细处的压强。 2、一沿X 轴作简谐振动的物体，振幅为2cm ，频率为2Hz ，在时间t=0时，振动物体在正向最大位移处，则振动方程的表达式为。 3、在温度为T 的平衡状态下，物体分子每个自由度的平均动能都相等，都等于__________。 4、中空的肥皂泡，其附加压强为: 。 5、透镜的焦距越短，它对光线的会聚或发散的本领越强，通常用焦距的倒数来表示透镜的会聚或发散的本领，称为透镜的。 : 6、基尔霍夫第一定理的内容是。 7、电流的周围空间存在着磁场，为了求任意形状的电流分布所产生的磁场，可以把电流分割成无穷小段dl ，每一小段中的电流强度为I ，我们称Idl 为。 8、劳埃镜实验得出一个重要结论，那就是当光从光疏媒质射向光密媒质时，会在界面上发生。 9、多普勒效应是指由于声源与接收器间存在相互运动而造成的接收器接收到的声波与声源不同的现象。 10、单球面成像规律是_________________________________。 1、某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量。当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是( )

A 、 022 1v v +=kt , B 、 022 1 v v +-=kt , C 、 02121v v +=kt , D 、 0 2121v v + -=kt 2、水平自来水管粗处的直径是细处的两倍。如果水在粗处的流速是2m/s ，则水在细处的流速为！ A 、2m/s B 、1m/s C 、4m/s D 、8m/s 3、已知波动方程为y=Acos (Bt －Cx ) 其中A 、B 、C 为正值常数，则： A 、波速为C ／ B ； B 、周期为1／B ； C 、波长为C / 2π； D 、圆频率为B 4、两个同方向同频率的简谐振动： cm t x )cos(0.23 21π π+ =，cm t x )cos(0.8341π π-=，则合振动振幅为（）。 A 、2.0cm B 、7.0cm C 、10.0cm D 、14.0cm 5、刚性氧气分子的自由度为 A 、1 B 、3 C 、5 D 、6 6、根据高斯定理。下列说法中正确的是： A 、高斯面内不包围电荷，则面上各点的E 处处为零； , B 、高斯面上各点的E 与面内电荷有关，与面外电荷无关； C 、过高斯面的E 通量，仅与面内电荷有关； D 、穿过高斯面的 E 通量为零，则面上各点的E 必为零。 7、光在传播过程中偏离直线传播的现象称之为 A 、杨氏双缝 B 、干涉 C 、衍射 D 、偏振 8、在相同的时间内，一束波长为λ（真空）的单色光在空气和在玻璃中 A 、传播的路程相等，走过的光程相等； B 、传播的路程相等，走过的光程不等； C 、传播的路程不等，走过的光程相等； D 、传播的路程不等，走过的光程不等。 9、远视眼应佩带的眼镜为 A 、凸透镜 B 、凹透镜 C 、单球面镜 D 、平面镜 10、下列不属于X 射线诊断技术的是: ' A 透视 B X-CT C X 线摄影 D 多普勒血流仪

医用物理学复习资料(知识点精心整理).docx

3 *泊肃叶定律 4牛顿粘滞定律三、重要结果及结论 1小孔流速问题 2测速、测流量问题帀 4 （片一〈） 8 ?7/ v = J2 g'h （皮托管，汾丘里管） AE 12 =（p ）+2妙：+pg 曾）一（°2 +2 妙；+Pg 〃2） 4雷诺数及判据四、注意的问题空气中有大气压水的密度空吸与虹吸现象流体的流动 —、基本概念 1理想液体 2 稳定流动 3 层流与湍流流量二、基本定律及定理 1 *连续性方程流阻粘度 2 *柏努利方程 sv = Q S" = p + ypv 2 + pgh = E P\ + Pghi = Pi 讶 +Pg 〃2 NP F = sr/ dv dx Re 二业 P 。= 1.013 x 10 5 Pa p - 1000 kg/m 3 实际流体的能量损耗

振动和波、基本概念

v n tg(p =——- COX Q 波的强度公式球面波惠更斯原理三、注意的问题已知初始条件及振动系统性质，求振动方程（求°二？）己知振动方程，求波动方程（确定时间上是落后还是超前两振动、波动叠加时，相位差的计算声波一、基本概念 1 2 3 4 5 6 7 振动振幅波速振动的合成（同方向、同频率）相位差同相反相波动波动方程的物理意义简谐振动谐振动的矢量表示初相位圆频率周期波长频率 u = Av 波的叠加原理二、基本规律及重要公式 *简谐振动方程 x = A cos( cot 七 cp) 谐振动能量￡=>2 *简谐波的波动力程 y = A cos| 1 =—m 2 co (r ------- ) + cp u *波的T ?涉 2 = 02 -0 -乎(卩干涉加强 2兀 \(p =(p 2-(p { ----------- (r 2 -人) 2k7T 干涉减弱 \（p =（p 2-（p } -乎（G - 人） (2? + 1)龙 1、 +-?) u

《医学物理学》课程实验教学大纲.doc

《医用物理学》大纲一、课程简介要求：掌握流体、液体表面现象、声波、磁场、电场、电流、几何光学、波动光学、X射线、核医学成像技术的物理原理；理解物理现象的基本过程；了解物理因子与生物体的相互作用规律等。二、内容和要求【要求】通过对物理学研究对象的了解，弄清物理学与现代医学的内在联系。【内容】物理学的研究对象，物理学与医学的关系。第一章力学基本定律【要求】在中学力学知识的基础上总结提高，对医学上需要的力学基础知识作进一步的讨论，掌握物体弹性的一般规律，为了解生物组织的力学性质打基础。【内容】刚体的转动角量与线量的关系转动动能与转动惯量力矩与转动定律动量矩守恒定律，物体的弹性，应力与应变，杨氏弹性模量，骨骼与肌肉的力学性质。第二章流体的运动【要求】掌握理想流体和稳定流动的概念、连续性方程、伯努力方程与泊肃叶定律及其应用；理解层流与湍流、雷诺数的概念、粘性流体的伯努力方程的物理意义；了解心脏作功、血液的粘度及其影响因素、人体循环系统中的血流特点。【内容】 1．理想流体的流动理想流体，稳定流动，液流连续原理。 2．伯努利方程伯努利方程及应用。 3．实际流体的流动流体的粘滞性，层流、湍流、雷诺数，泊肃叶方程，流量与流阻、压强差的关系，粘性流体的伯努力方程。 4．斯托克斯定律斯托克斯定律，沉降速度。 5．血液在循环系统中的流动心脏作功，血流速度分布，血流过程中的血压分布。重点：1．稳定流动的概念，流体连续原理的应用。 2．伯努利方程的意义及其应用(计算和解释现象)。难点：伯肃叶公式推导。

第三章振动、波动和声波【要求】深入掌握振动与波动的基本规律。了解声学的基本概念和超声的特点及医学应用。【内容】简谐振动谐振动方程相位相位差旋转矢量法谐振动能量振动的合成同方向同频率谐振动的合成垂直方向同频率谐振动的合成受迫振动阻尼振动共振波的产生和传播简谐波的波动方程波的强度波的衰减惠更斯原理波的叠加原理波的干涉和衍射声波声压声阻声强声强级和响度级超声的产生与接收超声的性质超声诊断与治疗多普勒效应超声血流计第四章分子动理论【要求】掌握液体表面张力的基本规律。掌握液体的表面张力、表面能的概念，弯曲液面的附加压强；理解毛细现象和气体栓塞；了解表面活性和表面吸附。【内容】表面张力和表面能表面张力系数及物理意义表面吸附和表面活性物质弯曲液面的附加压强毛细现象气体栓塞重点：表面张力，表面能，附加压强，气体栓塞。难点：弯曲液面的附加压强第五章热力学基础【要求】掌握热力学第一、第二的基本内容。【内容】功内能和热量热力学第一定律人体的能量平衡理想气体的等值过程热力学第二定律熵热力学和生命系统第六章静电场【要求】掌握描述静电场的两个物理量（场强和电势）的性质及关系。了解外电场与电介质的相互作用。掌握电场强度的概念及计算方法，理解高斯定理的内涵、电势的定义及求解方法、电偶层的电势；了解心电场的形成和心电图的测量原理。【内容】电场强度点电荷的电场场叠加原理偶极子的场强电通量高斯定理电场力的功电势等势面偶极子的电势场强与电势的关系电势梯度静电场中的电介质电介质的极化极化强度介电常数电容器静电场的能量重点：高斯定理及其应用，电偶极子的电势和电偶层难点：心电场的形成和心电图的测量原理第七章稳恒电流【要求】掌握电流产生的原因及其流动规律，了解生物电势的来源。掌握基尔霍夫定律，稳恒电流的性质；了解生物膜电位的形成。【内容】稳恒电流电流密度欧姆定律的微分形式电源电动势电解质的导电性离子迁移率含源电路的欧姆定律基尔霍夫定律直流电在医学中的应用重点：基尔霍夫第一定律、第二定律及其应用难点：生物膜电位的形成第八章光学【要求】通过光的干涉和衍射现象，认识光的波动性质。通过光的偏振，认识光是横波。掌握相干光的概念，偏振光概念，马吕斯定律；了解双缝干涉及明暗纹条件、单缝衍射及明暗纹条件、偏振光的产生和检验。掌握单球面折射系统、共

医用物理学课后习题参考答案

医用物理学课后习题参考答案第一章 1-1 ① 1rad/s ② 6.42m/s 1-2 ① 3.14rad/s - ② 31250(3.9310)rad π? 1-3 3g = 2l β 1-4 1 W=g 2 m l 1-5 ① 22 k E 10.8(1.0710)J π=? ② -2M=-4.2410N m ?? ③ 22 W 10.8(1.0710)J π=-? 1-6 ① 26.28rad/s ② 314rad ③ 394J ④ 6.28N 1-7 ① ω ② 1 g 2 m l 1-8 ① =21rad/s ω ② 10.5m/s 1-9 ① =20rad/s ω ② 36J ③ 2 3.6kg m /s ? 1-10 ① 211= 2ωω ②1 =-2 k k1E E ? 1-11 =6rad/s ω 1-12 12F =398F 239N N = 1-13 ① 51.0210N ? ② 1.9% 1-14 ① 42210/N m ? ② 52410/N m ? 1-15 ① -6 5m(510)m μ? ② -31.2510J ? 第三章 3-1 -33V=5.0310m ? 3-2 ① 12m/s ② 5 1.2610a P ?

3-3 ① 9.9m/s ② 36.0m 3-4 ①-221.510;3.0/m m s ? ② 4 2.7510a P ? ③粗处的压强大于 51.2910a P ?时，细处小于P 0时有空吸作用。 3-5 主动脉内Re 为762～3558，Re<1000为层流，Re>1500为湍流， 1000< Re<1500为过渡流。 3-6 71.210J ? 3-7 0.77m/s 3-8 ①3=5.610a P P ?? ②173=1.3810a P s m β-???③-143 Q=4.0610/m s ? 3-9 0.34m/s 3-10 431.5210/J m ? 第四章 4-1 -2 3 S=810cos(4t )m 2 ππ?+ 或-2 -2S=810cos(4t- )m=810sin 4t 2 π ππ?? 4-2 ① ?π?= ② 12t=1s S 0,S 0==当时， 4-3 ① S=0.1cos(t- )m 3 π π ②5 t (0.833)6 s s ?= 4-4 ①-2 S=810cos(2t- )m 2 π π? ② -2=-1610s in(2t- )m/s 2 v π ππ?; 2-22a=-3210cos(2t- )m/s 2 π ππ?③k E =0.126J 0.13J; F=0≈. 4-5 ①max =20(62.8)m/s v π ②242 max a =4000 3.9410m/s π=? ③22321 E= m A =1.9710J=200J 2 ωπ?

医用物理学讲课教案

《医用物理学》教学大纲一、课程名称：医用物理学二、基本信息：课程编号：11030003 课程性质：必修英文名称：Medical Physics 课程类别：学科基础教学总学时：48 学分：3.5 先修课程：人体解剖学、教育学适用专业：护理类专业开课教学系：护理系开课教研室：电气电工教研室学生对象：本科二年级学生三、课程制定依据本标准依据国家人力资源和社会保障部，对护理队伍建设领域所对应的工作岗护理人才要求的技能标准和《国家中长期教育改革和发展纲要（2010--2020年）》、《国务院关于当前护理教育的若干意见》而制定。四、课程简介

医学物理学是高等医学教育中的一门专业基础课程。它的任务和目的是：使学生比较系统地掌握医学科学所需要的物理学基础理论、基本知识、基本技能，培养学生辩证唯物主义世界观和观察问题、分析问题、解决问题的能力，为学生学习后续课程以及将来从事医疗卫生、科学研究工作打下必要的物理基础。教学内容是以高中毕业为起点，以学习医学科学所需要的物理“三基”内容为主，对物理学与医学联系密切相关的内容应作比较广泛和深入的讨论，但主要是针对这些医学问题中的物理学原理，不应过多地涉及具体的医学内容。对于那些为了保持物理学体系所必须保留而又与中学重复的内容，要求学生掌握，但不作讲授。对于全新的或是根据专业需要应加强的内容，即是教师讲授和要求学生掌握的内容，也应做到少而精，既保证教学质量又不使学生负担过重。五、课程目标（一）基本理论与基本知识 1. 掌握物体弹性的基本理论、流体的运动规律、液体的表面张力、毛细现象、气体栓塞。 2. 掌握机械振动的基本规律、机械波的传播规律。 3. 掌握光的干涉、光的衍射、球面成像规律、视力矫正方法。（二）基本技能

医用物理学复习资料知识讲解

医用物理学复习资料

流体的流动一、基本概念 1 理想液体 2 稳定流动 3 层流与湍流流量流阻粘度二、基本定律及定理 1 *连续性方程 2 211v s v s Q sv == 2 *柏努利方程 2 2 2212112 2 121 2 1gh v p gh v p E gh v p ρρρρρρ++=++=++ 3 *泊肃叶定律 l P P r Q R P Q ηπ8)(214-= ?= 4 牛顿粘滞定律 dx dv s F η= 三、重要结果及结论 1 小孔流速问题 h g v ?= 2 2 测速、测流量问题 (皮托管，汾丘里管) 3 实际流体的能量损耗 )2 1()21( 2222121112gh v p gh v p E ρρρρ++-++ =? 4 雷诺数及判据 η ρvr = Re

四、注意的问题空气中有大气压 Pa P 5010013.1?= 水的密度 3 kg/m 1000=ρ 空吸与虹吸现象

振动和波一、基本规律及重要公式 1 *波的干涉 )(21212r r -- -=?λ π ??? 干涉加强 2 112122)(2A A A k r r +==---=?π λ π ??? 干涉减弱 2 11212)12()(2A A A k r r -=+=---=?π λ π ??? 声波一、基本概念 1 声速u 2 振动速度声压声特性阻抗 Z p v A v u Z m m m = ==,,ωρ 3 *声强声强级响度响度级 ) (lg 102210 222 2dB I I L Z p Z p uA I e m == ==ωρ 4 *听阈痛阈听阈区域二、重要公式 1 声波方程 ]2 )(cos[)](cos[πωωρω+- =- =u y t u A p u y t A x 2 *多普勒效应公式 0v V u V u v s o ±= 正负号的确定： 0远离来确定时，根据相互靠近还是、当≠s o V V 三、注意的问题

医用物理学作业答案

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2 第三章流体的运动 3-5水的粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知在截面S 1处的压强为110Pa ，流速为0.2m/s ，在截面S 2处的压强为5Pa ，求S 2处的流速（内摩擦不计）。解：根据液体的连续性方程，在水平管中适合的方程： =+21121ρυP 22221ρυ+P 代入数据得： 22323100.12152.0100.121110υ????=???+ 得 )/(5.02s m =υ 答：S 2处的流速为0.5m/s 。 3-6水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为最细处的3倍，若出口处的流速为2m/s ，问最细处的压强为多少若在此最细处开个小孔，水会不会流出来解：将水视为理想液体，并作稳定流动。设管的最细处的压强为P 1，流速为 v 1，高度为h 1，截面积为S 1；而上述各物理量在出口处分别用P 2、v 2、h 2和S 2表示。对最细处和出口处应用柏努利方程得： =++121121gh P ρρυ222221gh P ρρυ++ 由于在水平管中，h 1=h 2 =+21121ρυP 22221ρυ+P 从题知：S 2=3S 1 根据液体的连续性方程： S 1υ1 = S 2υ2

3 ∴ 212112213/3/υυυ===S S S S V 又 Pa P P 50210013.1?== ∴ 2 22201)3(2 121υρρυ-+=P P =2204ρυ-P =235210410013.1??-? Pa 510085.0?= 显然最细处的压强为Pa 510085.0?小于大气压，若在此最细处开个小孔,水不会流出来。 3-7在水管的某一点，水的流速为2 cm/s ，其压强高出大气压104 Pa,沿水管到另一点高度比第一点降低了1m ，如果在第2点处水管的横截面积是第一点处的二分之一，试求第二点处的压强高出大气压强多少？解：已知：s m s cm /102/221-?==υ, a p p p 40110+=, m h 11=, 2/1/12=s s , 02=h , x p p +=02 水可看作不可压缩的流体，根据连续性方程有：2211v s v s =，故2 112s v s v = =21v 又根据伯努利方程可得：

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1.《医用物理学》教学要求骨骼肌、平滑肌的收缩、张应力、正应力、杨氏模量、 2.理想流体、连续性方程、伯努利方程 3.黏性液体的流动状态 4.收尾速度、斯托克斯定律 5.附加压强 6.表面张力系数、表面活性物质 7.毛细现象 8.热力学第一定律 9.热力学第一定律在等值过程中的应用（等压、等温） 10.热力学第二定律 11.电动势、稳恒电流 12.一段含源电路的欧姆定律 13.基尔霍夫定律应用 14.复杂电路：电桥电路 15.简谐振动的初相位

16.平面简谐波的能量、特征量（波长、频率、周期等） 17.光程、相干光 18.惠更斯原理 19.双缝干涉 20.单缝衍射 21.光的偏振 22.X射线的产生条件 23.X射线的衰减 24.标识X射线的产生原理 25.X射线的短波极限 26.放射性活度 27.放射性原子核衰变方式 28.半衰期、衰变常数、平均寿命 29.辐射防护医用物理学练习题练习一

1-1．物体受张应力的作用而发生断裂时，该张应力称为（ D ） A ．范性 B ．延展性 C ．抗压强度 D ．抗张强度 1-2平滑肌在某些适宜的刺激下就会发生（ A ） A ．自发的节律性收缩 B ．等宽收缩 C ．不自主收缩 D ．等级收缩 1-3．骨骼肌主动收缩所产生的张力和被动伸长所产生的张力的关系是（ C ） A ．不等于 B ．小于 C ．大于 D ．近似等于 1-4．头骨的抗压强度为×108Pa ，如果质量为1kg 的重物，竖直砸到人的头上，设重物与头骨的作用时间为1×10-3s ，作用面积为0.4cm 2，问重物离头顶至少多高下落才会砸破人的头骨解：头骨的抗压强度N 108.6104.0107.1348?=???==-S F σ 根据机械能守恒可得 22 1v m mgh = 因此有 g h 22 v = 根据动量定理有v m t F =? 求v 代入上式得 1-5．说明正应力、正应变和杨氏模量的定义以及它们之间的关系。答：垂直作用在物体某截面上的内力F 与该截面面积S 的比值，称为物体在此截面处所受的正应力。物体在正应力作用下，长度改变量△l 和物体的原长度l 0

医用物理学

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第三章流体的运动 3-5水的粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知在截面S 1处的压强为110Pa ，流速为0.2m/s ，在截面S 2处的压强为5Pa ，求S 2处的流速（内摩擦不计）。解：根据液体的连续性方程，在水平管中适合的方程： =+ 21121ρυP 2 2221ρυ+P 代入数据得： 2 2323100.12152.0100.121110υ????=???+ 得)/(5.02s m =υ 答：S 2处的流速为0.5m/s 。 3-6水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为最细处的3倍，若出口处的流速为2m/s ，问最细处的压强为多少？若在此最细处开个小孔，水会不会流出来？解：将水视为理想液体，并作稳定流动。设管的最细处的压强为P 1，流速为v 1，高度为h 1，截面积为S 1；而上述各物理量在出口处分别用P 2、v 2、h 2和S 2表示。对最细处和出口处应用柏努利方程得： =++ 121121gh P ρρυ22 2221gh P ρρυ++ 由于在水平管中，h 1=h 2 =+ 21121ρυP 22221ρυ+P 从题知：S 2=3S 1 根据液体的连续性方程： S 1υ1 = S 2υ2 ∴212112213/3/υυυ===S S S S V 又 ΘPa P P 50210013.1?== ∴ 222 201)3(2121υρρυ-+ =P P

=2 204ρυ-P =2 35210410013.1??-? Pa 510085.0?= 显然最细处的压强为Pa 5 10085.0?小于大气压，若在此最细处开个小孔,水不会流出来。 3-7在水管的某一点，水的流速为2 cm/s ，其压强高出大气压104 Pa,沿水管到另一点高度比第一点降低了1m ，如果在第2点处水管的横截面积是第一点处的二分之一，试求第二点处的压强高出大气压强多少？解：已知： s m s cm /102/22 1-?==υ, a p p p 40110+=, m h 11=, 2/1/12=s s , 02=h , x p p +=02 水可看作不可压缩的流体，根据连续性方程有：2211v s v s =，故2 1 12s v s v ==21v 又根据伯努利方程可得： 22212112 1 21v p gh v p ρρρ+=++ 故有：2101214 042 12110v x p gh v p ?++=+++ρρρ 12 142310gh v x ρρ+-= 110101)102(10123 1032234???+????-=- =2×104 pa 3-8一直立圆柱形容器，高0.2m ，直径0.2m ，顶部开启，底部有一面积为10-4m 2的小孔，水以每秒1.4×10-4m 3的快慢由水管自上面放入容器中。问容器内水面可上升的高度？若达到该高度时不再放水，求容器内的水流尽需多少时间。

医用物理学练习题答案

练习一 2-1正常情况下，人的小动脉半径约为3mm ，血液的平均速度为1s 20cm -?，若小动脉某部分被一硬斑阻塞使之变窄，半径变为2mm ，则此段的平均流速为（） A ．301s cm -? B ．401s cm -? C ．451s cm -? D ．601s cm -? 2-2.有水在同一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为S A =10cm 2，B 处的横截面积为S B =5cm 2，A 、B 两点压强差为1500Pa ，则A 处的流速为（） A ．1 1s m -? B ．21s m -? C ．31s m -? D ．41s m -? 2-3.血管中血液流动的流量受血管内径影响很大。如果血管内径减少一半，其血液的流量将变为原来的（） A ．21倍 B ．41倍 C ．81倍 D ．16 1倍 2-4.人在静息状态时，整个心动周期内主动脉血流平均速度为1s .2m 0-?，其内径 d =2×10-2m ，已知血液的黏度η=×10-3 Pa·s ，密度ρ=×1033m kg -?，则此时主动脉中血液的流动型态处于（） A ．层流 B ．湍流 C ．层流或湍流 D ．无法确定 2-5．如果在流体流过的区域内，各点上的流速，则这种流动称为稳定流动。（大小、方向均不随时间变化） 2-6.伯努利方程恒量=++p gh ρρ22 1v ，表示流体做流动时，在中，单位体积的动能、势能和之和是一个恒量。（理想；稳定；一段流管；压强能） 2-7.根据连续性方程和伯努利方程，水平管中管径细的地方大、压强，喷雾器就是根据这一原理制成的. (流速；小) 2-8．正常情况下，人的小动脉半径约为3mm ，血液的平均速度为1s 20cm -?，若小动脉某部分被一硬斑阻塞使之变窄，半径变为2mm ，则此段的平均流速为（ C ）。 A ．301s cm -? B ．401s cm -? C ．451s cm -? D ．601s cm -? 2-9．有水在同一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为S A =10cm 2，B 处的横截面积为S B =5cm 2，A 、B 两点压强差为1500Pa ，则A 处的流速为（ A ）

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1-1．物体受张应力的作用而发生断裂时，该张应力称为（ D ） A ．范性 B ．延展性 C ．抗压强度 D ．抗张强度 1-2平滑肌在某些适宜的刺激下就会发生（ A ） A ．自发的节律性收缩 B ．等宽收缩 C ．不自主收缩 D ．等级收缩 1-3．骨骼肌主动收缩所产生的张力和被动伸长所产生的张力的关系是（ C ） A ．不等于 B ．小于 C ．大于 D ．近似等于 1-4．头骨的抗压强度为×108Pa ，如果质量为1kg 的重物，竖直砸到人的头上，设重物与头骨的作用时间为1×10-3s ，作用面积为0.4cm 2，问重物离头顶至少多高下落才会砸破人的头骨？解：头骨的抗压强度N 108.6104.0107.1348?=???==-S F σ 根据机械能守恒可得 22 1v m mgh = 因此有 g h 22 v = 根据动量定理有v m t F =? 求v 代入上式得 1-5．说明正应力、正应变和杨氏模量的定义以及它们之间的关系。答：垂直作用在物体某截面上的内力F 与该截面面积S 的比值，称为物体在此截面处所受的正应力。物体在正应力作用下，长度改变量△l 和物体的原长度l 0之

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习题三第三章流体的运动 3-1 若两只船平行前进时靠得较近，为什么它们极易碰撞答：以船作为参考系，河道中的水可看作是稳定流动，两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小，则流速增加，从而压强减小，因此两船之间水的压强小于两船外侧水的压强，就使得两船容易相互靠拢碰撞。 3-6 水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细处的3倍，若出口处的流速为2m·s-1，问最细处的压强为多少?若在此最细处开一小孔，水会不会流出来。(85kPa) 3-7 在水管的某一点，水的流速为2m·s-1，高出大气压的计示压强为104Pa，设水管的另一点的高度比第一点降低了1m，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的1／2，求第二点处的计示压强。 (13．8kPa) 3-8 一直立圆柱形容器，高0.2m，直径0.1m，顶部开启，底部有一面积为10-4m2的小孔，水以每秒1.4×10-4m3的快慢由水管自上面放人容器中。问容器内水面可上升的高度 (0．1；11．2s．) 3-9 试根据汾丘里流量计的测量原理，设计一种测气体流量的装置。提示：在本章第三节图3-5中，把水平圆管上宽、狭两处的竖直管连接成U形管，设法测出宽、狭两处的压强差，根据假设的其他已知量，求出管中气体的流量。解：该装置结构如图所示。 3-10 用皮托管插入流水中测水流速度，设两管中的水柱高度分别为5×10-3m和5.4× 10-2m，求水流速度。 (0.98m·s-1)

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振动和波一、基本概念 1 振动简谐振动谐振动的矢量表示 2 振幅初相位圆频率周期 3 波速波长频率 v u λ= 4 振动的合成(同方向、同频率) 5 相位差同相反相 6 波动波动方程的物理意义 7 波的叠加原理二、基本规律及重要公式 1 *简谐振动方程 )cos(?ω+=t A x 2 2 0)( x v tg v x A ω?ω - =+= 2 谐振动能量 2222 1 21A m kA E ω== 3 *简谐波的波动方程 ])(cos[?ω+-=u x t A y 4 波的强度公式 222 1 ωρuA I = 球面波 21 2211221)(,r r I I r r A A == 5 惠更斯原理 6 *波的干涉 )(21212r r -- -=?λ π ??? 干涉加强 2 112122)(2A A A k r r +==---=?π λ π ??? 干涉减弱 2 11212)12()(2A A A k r r -=+=---=?π λ π ??? 三、注意的问题 1、已知初始条件及振动系统性质，求振动方程 (求?=?) 2、已知振动方程，求波动方程 (确定时间上是落后还是超前 ?u x )

《医用物理学》试题及答案

医用物理学试题A 卷姓名：年级：专业：一、填空题（每小题2分，共20分） 1、水在截面不同的水平管内做稳定流动，出口处的截面积为管最细处的3倍。若出口处的流速为2m/s ，则最细处的压强。 2、一沿X 轴作简谐振动的物体，振幅为2cm ，频率为2Hz ，在时间t=0时，振动物体在正向最大位移处，则振动方程的表达式为。 3、在温度为T 的平衡状态下，物体分子每个自由度的平均动能都相等，都等于__________。 4、中空的肥皂泡，其附加压强为: 。 5、透镜的焦距越短，它对光线的会聚或发散的本领越强，通常用焦距的倒数来表示透镜的会聚或发散的本领，称为透镜的。 6、基尔霍夫第一定理的内容是。 7、电流的周围空间存在着磁场，为了求任意形状的电流分布所产生的磁场，可以把电流分割成无穷小段dl ，每一小段中的电流强度为I ，我们称Idl 为。 8、劳埃镜实验得出一个重要结论，那就是当光从光疏媒质射向光密媒质时，会在界面上发生。 9、多普勒效应是指由于声源与接收器间存在相互运动而造成的接收器接收到的声波与声源不同的现象。 10、单球面成像规律是_________________________________。 1、某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量。当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是( ) A 、 022 1v v +=kt , B 、 022 1 v v +-=kt , C 、 02121v v +=kt , D 、 0 2121v v + -=kt 2、水平自来水管粗处的直径是细处的两倍。如果水在粗处的流速是2m/s ，则水在细处的流速为 A 、2m/s B 、1m/s C 、4m/s D 、8m/s

医用物理学作业答案

第三章流体的运动 3-5水的粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知在截面S 1处的压强为110Pa ，流速为0.2m/s ，在截面S 2处的压强为5Pa ，求S 2处的流速（内摩擦不计）。解：根据液体的连续性方程，在水平管中适合的方程： =+ 21121ρυP 2 2221ρυ+P 代入数据得： 22323100.12152.0100.121110υ????=???+ 得 )/(5.02s m =υ 答：S 2处的流速为0.5m/s 。 3-6水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为最细处的3倍，若出口处的流速为2m/s ，问最细处的压强为多少？若在此最细处开个小孔，水会不会流出来？解：将水视为理想液体，并作稳定流动。设管的最细处的压强为P 1，流速为v 1，高度为h 1，截面积为S 1；而上述各物理量在出口处分别用P 2、v 2、h 2和S 2表示。对最细处和出口处应用柏努利方程得： =++ 121121gh P ρρυ222221gh P ρρυ++ 由于在水平管中，h 1=h 2 =+ 21121ρυP 2 2221ρυ+P 从题知：S 2=3S 1 根据液体的连续性方程： S 1υ1 = S 2υ2 ∴ 212112213/3/υυυ===S S S S V 又Θ Pa P P 50210013.1?== ∴ 222 201)3(2121υρρυ-+ =P P

=2 204ρυ-P =2 35210410013.1??-? Pa 5 10085.0?= 显然最细处的压强为Pa 5 10085.0?小于大气压，若在此最细处开个小孔,水不会流出来。 3-7在水管的某一点，水的流速为2 cm/s ，其压强高出大气压104 Pa,沿水管到另一点高度比第一点降低了1m ，如果在第2点处水管的横截面积是第一点处的二分之一，试求第二点处的压强高出大气压强多少？解：已知： s m s cm /102/22 1-?==υ, a p p p 40110+=, m h 11=, 2/1/12=s s , 02=h , x p p +=02 水可看作不可压缩的流体，根据连续性方程有：2211v s v s =，故2 1 12s v s v ==21v 又根据伯努利方程可得： 22212112 1 21v p gh v p ρρρ+=++ 故有：2101214 042 12110v x p gh v p ?++=+++ρρρ 12 142310gh v x ρρ+-= 110101)102(10123103 2234???+????-=- =2×104 pa 3-8一直立圆柱形容器，高0.2m ，直径0.2m ，顶部开启，底部有一面积为10-4m 2的小孔，水以每秒1.4×10-4m 3的快慢由水管自上面放入容器中。问容器内水面可上升的高度？若达到该高度时不再放水，求容器内的水流尽需多少时间。解：如图，设某一时刻容器中水平距底面为h,此时，如图作一流线经过1，2两点。由柏努利方

医用物理学公式大全

经过我一上午奋战终于完成了这个属于医学院的物理复习大纲一、基本概念 1 理想液体 2 稳定流动 3 层流与湍流流量流阻粘度二、基本定律及定理 1 *连续性方程 2 211v s v s Q sv == 2 *柏努利方程 2 2 2212112 2 121 2 1gh v p gh v p E gh v p ρρρρρρ++=++=++ 3 *泊肃叶定律 l P P r Q R P Q ηπ8) (214-= ?= 4 牛顿粘滞定律 dx dv s F η= 三、重要结果及结论 1 小孔流速问题 h g v ?= 2 2 测速、测流量问题 (皮托管，汾丘里管) 3 实际流体的能量损耗 )2 1()21( 22 22121112gh v p gh v p E ρρρρ++-++ =? 4 雷诺数及判据 η ρvr =Re 四、注意的问题空气中有大气压 Pa P 5 010013.1?= 水的密度 3kg/m 1000=ρ

空吸与虹吸现象

振动和波一、基本概念 1 振动简谐振动谐振动的矢量表示 2 振幅初相位圆频率周期 3 波速波长频率 v u λ= 4 振动的合成(同方向、同频率) 5 相位差同相反相 6 波动波动方程的物理意义 7 波的叠加原理二、基本规律及重要公式 1 *简谐振动方程 )cos( ?ω+=t A x 2 2 0)( x v tg v x A ω?ω - =+= 2 谐振动能量 2222 1 21A m kA E ω== 3 *简谐波的波动方程 ])(cos[?ω+-=u x t A y 4 波的强度公式 222 1 ωρuA I = 球面波 21 2211221)(,r r I I r r A A == 5 惠更斯原理 6 *波的干涉 )(21212r r -- -=?λ π ??? 干涉加强 2 112122)(2A A A k r r +==---=?π λ π ??? 干涉减弱 2 11212)12()(2A A A k r r -=+=---=?π λ π ??? 三、注意的问题 1、已知初始条件及振动系统性质，求振动方程 (求?=?) 2、已知振动方程，求波动方程 (确定时间上是落后还是超前 ?u x ) 3、两振动、波动叠加时，相位差的计算

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