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大学物理3章作业

第三章刚体力学

一.选择题

1. 刚体的转动惯量较大，则

(A) 该刚体的质量较大

(B) 该刚体转动的角速度较大

(D) 该刚体转动惯性较大

2.匀质细棒可绕通过其一端并与棒垂直的水平光滑轴在竖直面内转动，今使棒从水平位置开始自由下摆，在摆动到竖直位置的过程中，下述说法正确的是

(A) 角速度从大到小，角加速度从大到小

(B) 角速度从大到小，角加速度从小到大

(D) 角速度从小到大，角加速度从小到大

3.几个力同时作用在一个有固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体

(A) 必不会转动 (B) 转速必不变

4.半径均为R的匀质圆盘和圆环，质量都为m，都围绕通过圆心垂直于圆平面的轴转动，在相同外力矩作用下，获得的角加速度分别是、，则

(A) (B)

5. 两小球质量为m及2m，由长为的轻杆相连，系统绕通过杆中心垂直于杆的轴以恒定

角速度转动，则系统的转动惯量和转动动能为

(A)，

(B) ，

(C)，

(D) ，

6. 质点作匀速率圆周运动时

(A) 它的动量不变，对圆心的角动量也不变

(B) 它的动量不变，对圆心的角动量不断变化

(D) 它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变

7.人造地球卫星绕地球做椭圆运动(地球在椭圆一个焦点上),则卫星的

(A) 动量不守恒,角动量不守恒

(B) 动量不守恒,角动量守恒

(D) 动量守恒,角动量不守恒

8.一转盘绕固定水平轴O匀速转动，沿同一水平直线从相反方

向射入两颗质量相同、速率相等的子弹，并留于盘中，则子弹射入

后的瞬时转盘的角速度

(A) 增大 (B) 减小

三.填空题

9. 一飞轮做匀减速运动，在5s内角速度由减至，则角加速度为

__________，该飞轮在这5s内总共转过了__________圈.

10. 如图，长为l质量为m的匀质细杆，绕端点轴O在竖直面内旋转，

今使杆从水平位置开始自由下摆，当杆与水平方向夹45o角时，所受重力

矩为___________，角加速度为___________.

11. 质量为m的小球以速率v做匀速圆周运动，圆周半径为R，此球相对圆心的转动惯量为______________，转动动能为______________，角动量为____________.

12. 滑冰运动员绕自身竖直轴做旋转动作，当她收缩四肢时，转速会_____增大_________，这一过程运动员______角动量_______守恒.

13.飞轮以角速度ω0绕光滑固定轴旋转，飞轮对轴的转动惯量为J0，另一转动惯量为3J0的静止飞轮突然和上述转动的飞轮啮合在一起，它们绕同一转轴转动，则啮合后整个系统的角速度为_______________.

三.计算题

14.如图所示,圆柱形定滑轮质量为M，半径为R,转动惯量为,

一质量为m的物体与绕在滑轮上的轻绳相连,摩擦不计. 求物体由静止下

落过程中,下落速度与时间的关系.

解：设物体下落加速度为a，滑轮转动角加速度为β.

由牛顿第二定律、转动定律列方程如下

三式联立，可求得

下落速度与时间的关系为

和m2，且，定滑轮的半

15. 如图，两重物质量分别为m

径为r，对转轴的转动惯量为J，轻绳与滑轮间无滑动，不计摩擦，设开始时系统静止 . 求t时刻滑轮的角加速度和角速度.

解：设物体加速度为a，滑轮转动角加速度为β.

由牛顿第二定律、转动定律列方程如下

解得：

16. 如图所示，一质量为m的小球系于轻绳的一端，以角速度

ω0在光滑水平面作半径为r0的圆周运动. 若绳的另一端穿过中心

小孔后受一铅直向下的拉力作用，使小球做圆周运动的半径变为

r0/2，试求：（1）小球此时的速率；（2）拉力在此过程中做的功.

解：（1）小球所受重力、支持力、及绳的拉力对通过中心且与平面垂直的轴的力矩均为零，故小球对该轴的角动量守恒.

设小球圆周运动的半径变为r0/2时，角速度为ω，则

得，此时小球的速率为

（2）拉力做的功等于小球动能增量

17. 如图所示，质量为m、长为l的细棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑轴O在水平面内自由转动，转动惯量，开始时棒静止，现有一质量也为m的子弹，在水平面内以速度v0垂直射入棒端.（1）若子弹嵌于棒中，求棒获得的角速度；（2）若子弹沿穿入方向穿出，且穿出时速度减半，再求棒的角速度.

解：（1）子弹和细棒系统角动量守恒，碰前棒静止，子弹对轴的角动量为

碰后子弹与棒系统角动量为

（2）碰后子弹与棒角动量之和为

大物作业标准答案

大物作业答案

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

本习题版权归物理与科学技术学院物理系所有，不得用于商业目的《大学物理》作业 No.5 光的衍射班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、选择题： 1. 在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中，设中央明纹的衍射角范围很小。若使单缝宽度a 变为原来的 23，同时使入射的单色光的波长λ 变为原来的3 / 4，则屏幕E 上单缝衍射条纹中央明纹的宽度?x 将变为原来的 [ ] (A) 3 / 4倍 (B) 2 / 3倍 (C) 9 / 8倍 (D) 1 / 2倍 (E) 2倍解：单缝衍射中央明纹两侧第一暗纹中心间距离为中央明纹线宽度： θtg 2f x =? 由第一暗纹中心条件： λθ=sin a 即 a λ θ= sin 当θ 小时，有 θθsin tg ≈ ∴ a f x λ 2≈? 已知题意：122 3 a a = ， 4/312λλ= ,可得 ()()1112 2 2 2 12212x a f a f x ?=???? ??= =?λλ ∴ a 、λ 改变后的中央明纹宽度(?x )2变为原来宽度(?x )1的1/2 故选D 2. 波长 λ=500nm(1nm=10- 9m)的单色光垂直照射到宽度a =0.25 mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹。今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d =12 mm ，则凸透镜的焦距f 为 [ ] (A) 2 m (B) 1 m (C) 0.5 m (D) 0.2 m (E) 0.1 m 解：由单缝衍射第一暗纹中心条件： λθ±=sin a 可得中央明纹线宽度a f x λ 2=? 而其余明纹线宽度a f x λ ='? 故中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离应是其余明纹线宽度单缝 λa L E f O x y

大学物理(第二版)第一章习题答案

第一章习题 1．1 一人自愿点出发，25s 内向东走了30m ，又10s 内向南走了10m ，再15s 内向正西北走了18m 。求： ⑴ 位移和平均速度 ⑵ 路程和平均速率解：由图所示，人的移动曲线是从O 点出发，到A 点，再到B 点，C 点。 ⑴ 位移：OC 30OA m = ，10AB m = ，18BC m = 由于是正西北方向，所以45ABD ADB ∠=∠=? BD = (( )(( )2222 2 2cos 4518301021830102 OC CD OD OD CD =+-? =-+--?-?-? 1324305.92=-≈ 17.5OC m ≈ 平均速度的大小为：()17.50.35m 50 r v t ?===? ⑵ 路程应为： 58m s OA AB BC =++= 平均速率为1.16m s 1．2 有一质点沿着x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为2 3 4.52x t t =-，试求： ⑴ 第2秒内的平均速度 ⑵ 第2秒末的瞬时速度 ⑶ 第2秒内的路程。解：⑴ 当1t s =时，1 2.5x m = 当2t s =时，218162x m =-=

平均速度为 ()212 2.50.5m s v x x =-=-=- ⑵ 第2秒末的瞬时速度为 ()22966m t dx v t t dt == =-=- ⑶ 第2秒内的路程：（在此问题中必须注意有往回走的现象）当 1.5t s =时，速度0v =，2 3.375x m = 当1t s =时，1 2.5x m = 当2t s =时，32x m = 所以路程为：3.375 2.5 3.3752 2.25m -+-= 1．3 质点作直线运动，其运动方程为2 126x t t =-，采用国际单位制，求： ⑴ 4t s =时，质点的位置，速度和加速度 ⑵ 质点通过原点时的速度 ⑶ 质点速度为零时的位置 ⑷ 作位移，速度以及加速度随着时间变化的曲线图。解：⑴ 由运动方程2 126x t t =-，可得速度，加速度的表达式分别为 1212dx v t dt = =- 12dv a dt ==- 所以当4t s =时，质点的位置，速度和加速度分别为 48m x =-；36m s v =-；2 12m a =- ⑵ 质点经过原点的时刻12s t =，20s t =此时的速度分别为 ()112m v =- ()212m s v = ⑶ 质点速度为零对应的1s t =，位置为6m x = 1．4 质点沿直线运动，速度()32 22m v t t =++，如果当2s t =时，4m x =，求3s t =时质点的位置，速度和加速度。解：速度()3 2 22m v t t =++，位置，加速度的表达式分别为 ()43 3 2 222243 t t x t t dx t C =++=+ ++? 当2s t =时，4m x =，即164443x C =+ ++=，可得28 3 C =- 43228 2433 t t x t =+ +-，234a t t =+

大学物理 1章作业 answers

第一章质点运动学一. 选择题 1.某质点作直线运动的运动方程为(SI),则该质点做 (A) 匀加速直线运动，加速度沿x轴正方向 (B) 匀加速直线运动，加速度沿x轴负方向 (C) 变加速直线运动，加速度沿x轴正方向 (D) 变加速直线运动，加速度沿x轴负方向 2.小球沿斜面向上运动，运动方程为(SI)，则小球运动到最高点的时刻是 (A) (B) (C) (D) 3.质点沿x轴作变速运动，加速度，已知时质点位于坐标原点且速度为零，则其运动方程为 (A) (B) (C) (D) 4.运动质点某瞬时位于位矢的端点处，其速度大小为 (A) (B) (C)(D) 5.一质点沿直径为 d 的圆周运动一周，运动过程中，位移的最大值和所走路程的最大值分别为 (A)， (B)， (C)，(D)，

6.质点做半径为R的变速圆周运动，v表示任一时刻的速率，其加速度大小为 (A) (B) (C)(D) 7. 下列说法正确的是 (A) 质点作圆周运动时加速度指向圆心 (B) 匀速率圆周运动的加速度为恒量 (C) 只有切向加速度的运动一定是直线运动 (D) 只有法向加速度的运动一定是圆周运动二.填空题 8. 描述质点运动状态和运动状态变化的物理量是_______________和__________，二者关系的数学表示式为_________________.（速度，加速度，） 9.已知质点运动方程为，则速度随时间t变化的函数关系为 ________________，时的加速度为____________.（，） 10.质点以加速度做直线运动，k为常数，设初速度为，则质点速度与时间的关系是__________________________.（） 11.质点做半径为R的圆周运动,运动方程为(SI),则t时刻质点法向加速度 a n=_______________，角加速度=______________.（，2 rad/s2 ）

大学物理六七章作业

第六章机械振动一. 选择题 1. 一弹簧振子，水平放置时做简谐振动，若把它竖直放置或放在一光滑斜面上，下列说法正确的是 (A) 竖直时做简谐振动，在斜面上不做简谐振动 (B) 竖直时不做简谐振动，在斜面上做简谐振动 (C) 两种情况下都做简谐振动 (D) 两种情况下都不做简谐振动 2. 质点沿x轴做简谐振动，振动方程用余弦函数表示，若时，质点过平衡位置且向x轴负方向运动，则它的振动初相位为 (A) 0 (B) (C) (D) 3. 两个质点各自做简谐振动，它们的振幅、周期相同，第一个质点的振动方程为，当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处，则第二个质点的振动方程为： (A) (B) (C) (D) 4. 质点沿x轴做简谐振动，振动方程为，从t = 0时刻起，到质点位置在x = －2cm处，且向x轴正方向运动的最短时间间隔为 (A) (B) (C) (D) 5. 质点做简谐振动，振幅为A，初始时刻质点的位移为，且向x轴正向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为

(A) (B) (D) (C) 6. 图示为质点做简谐振动的曲线，该质点的振动方程为 (A) ) cm (B) ) cm (C) ) cm (D) ) cm 7. 一弹簧振子做简谐振动，总能量为E0，如果振幅增加为原来的两倍，则它的总能量为 (A) (B) (C) (D) 8. 一弹簧振子做简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的 (A) (B) (C) (D) (E) 9. 两个简谐振动，，，且，合振动的振幅为 (A) (B) (C) (D) 二. 填空题 10. 一弹簧振子，弹簧的弹性系数为k，物体的质量为m，则该系统固有圆频率为_________，故有振动周期为_____________.

大学物理作业(二)答案

班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一、选择题 1. m 与M 水平桌面间都是光滑接触，为维持m 与M 相对静止，则推动M 的水平力F 为：( B ) (A)(m +M )g ctg θ (B)(m +M )g tg θ (C)mg tg θ (D)Mg tg θ 2. 一质量为m 的质点，自半径为R 的光滑半球形碗口由静止下滑，质点在碗内某处的速率为v ，则质点对该处的压力数值为：( B ) (A)R mv 2 (B)R mv 232 (C)R mv 22 (D)R mv 252 3. 如图，作匀速圆周运动的物体，从A 运动到B 的过程中，物体所受合外力的冲量：( C ) (A) 大小为零 (B ) 大小不等于零，方向与v A 相同 (C) 大小不等于零，方向与v B 相同 (D) 大小不等于零，方向与物体在B 点所受合力相同二、填空题 1. 已知m A =2kg ，m B =1kg ，m A 、m B 与桌面间的摩擦系数μ=0.5，(1)今用水平力F =10N 推m B ，则m A 与m B 的摩擦力f =_______0______，m A 的加速度a A =_____0_______. (2)今用水平力F =20N 推m B ，则m A 与m B 的摩擦力f =____5N____，m A 的加速度a A =_____1.7____. (g =10m/s 2) 2. 设有三个质量完全相同的物体，在某时刻t 它们的速度分别为v 1、v 2、v 3，并且v 1=v 2=v 3 ，v 1与v 2方向相反，v 3与v 1相垂直，设它们的质量全为m ，试问该时刻三物体组成的系统的总动量为_______m v 3________. 3.两质量分别为m 1、m 2的物体用一倔强系数为K 的轻弹簧相连放在光滑水平桌面上(如图)，当两物体相距为x 时，系统由静止释放，已知弹簧的自然长度为x 0，当两物体相距为x 0时，m 1的速度大小为 2 2 121 Km x m m m + . 4. 一弹簧变形量为x 时，其恢复力为F =2ax -3bx 2，现让该弹簧由x =0变形到x =L ，其弹力的功为： 2 3 aL bL - . 5. 如图，质量为m 的小球，拴于不可伸长的轻绳上，在光滑水平桌面上作匀速圆周运动，其半径为R ，角速度为ω，绳的另一端通过光滑的竖直管用手拉住，如把绳向下拉R /2时角速度ω’为 F m A m B m M F θ A O B R v A v B x m 1 m 2 F m R

关于大学物理课后习题答案第六章

第6章真空中的静电场习题及答案 1. 电荷为q +和q 2-的两个点电荷分别置于1=x m 和1-=x m 处。一试验电荷置于x 轴上何处，它受到的合力等于零？解：根据两个点电荷对试验电荷的库仑力的大小及方向可以断定，只有试验电荷0q 位于点电荷q +的右侧，它受到的合力才可能为0，所以故 223+=x 2. 电量都是q 的三个点电荷，分别放在正三角形的三个顶点。试问：(1)在这三角形的中心放一个什么样的电荷，就可以使这四个电荷都达到平衡(即每个电荷受其他三个电荷的库仑力之和都为零)?(2)这种平衡与三角形的边长有无关系? 解：(1) 以A 处点电荷为研究对象，由力平衡知，q '为负电荷，所以故 q q 3 3 - =' (2)与三角形边长无关。 3. 如图所示，半径为R 、电荷线密度为1λ的一个均匀带电圆环，在其轴线上放一长为l 、电荷线密度为2λ的均匀带电直线段，该线段的一端处于圆环中心处。求该直线段受到的电场力。解：先求均匀带电圆环在其轴线上产生的场强。在带电圆环上取dl dq 1λ=， dq 在带电圆环轴线上x 处产生的场强大小为 ) (42 20R x dq dE += πε 根据电荷分布的对称性知，0==z y E E z

式中：θ为dq 到场点的连线与x 轴负向的夹角。下面求直线段受到的电场力。在直线段上取dx dq 2λ=，dq 受到的电场力大小为方向沿x 轴正方向。直线段受到的电场力大小为方向沿x 轴正方向。 4. 一个半径为R 的均匀带电半圆环，电荷线密度为λ。求：（1）圆心处O 点的场强；（2）将此带电半圆环弯成一个整圆后，圆心处O 点场强。解：（1）在半圆环上取?λλRd l dq ==d ，它在O 点产生场强大小为 20π4R dq dE ε= ?ελ d R 0π4= ，方向沿半径向外根据电荷分布的对称性知，0=y E 故 R E E x 0π2ελ = =，方向沿x 轴正向。（2）当将此带电半圆环弯成一个整圆后，由电荷分布的对称性可知，圆心处电场强度为零。 5．如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电量为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度。解：建立图示坐标系。在均匀带电细直杆上取dx L q dx dq ==λ，dq 在P 点产生的场强大小为 2 02044x dx x dq dE πελπε== ，方向沿x 轴负方向。

大学物理5章作业

第五章热力学基础答案在最后一.选择题 1.下列说法正确的是 (A) 热传递可以使系统内能发生变化,而做功不能 (B)做功与热传递都可以使系统内能发生变化 (C) 做功与热传递微观本质是一样的 (D) 做功与热传递均与具体过程无关 2. 一系统从外界吸收一定热量，则 (A) 系统的内能一定增加 (B) 系统的内能一定减少 (C) 系统的内能一定保持不变 (D) 系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变 3. 用公式（式中为定体摩尔热容，视为常量，为气体摩尔数）计算理想气体内能增量时，此式 (A) 只适用于准静态的等体过程 (B) 只适用于一切等体过程 (C) 只适用于一切准静态过程 (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程 4.一定量氧气经历等压膨胀过程，其对外做的功与从外界吸收的热量之比为 (A) (B) (C) (D) 5. 一定量理想气体从同一状态出发体积由V1膨胀至V2，经历的过程分别是：等压过程，

等温过程，绝热过程，其中吸热最多的过程是 (A) 等压过程 (B) 等温过程 (C) 绝热过程 (D) 几个过程吸热一样多 6. 两个卡诺热机共同使用同一低温热源，但高温热源的温度不同，在V p 图上，它们的循环曲线所包围的面积相等，则 (A) 两热机的效率一定相等 (B) 两热机从高温热源吸收的热量一定相等 (C) 两热机向低温热源放出的热量一定相等 (D) 两热机吸收的热量与放出的热量（绝对值）的差值一定相等 7. 在温度为427℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为 (A) 28.6% (B) 93.7% (C) 57.1% (D) 46.9% 8. 由热力学第二定律可知（1）对任何热力学过程，功可以完全变为热，而热不能完全变为功（2）一切热机的效率不可能为100% （3）热不能从低温物体向高温物体传递（4）气体能自由膨胀，但不能自动收缩以上说法正确的是 (A) （1）（2） (B) （2）（3）（4） (C) （2）（4） (D) 全正确二. 填空题

大学物理6,7章作业答案

第六章机械振动参考答案一. 选择题 1. ( C ) 2. ( B ) 3.( D ) 4. ( D ) 5. ( B ) 6. ( D ) 7. ( D ) 8. ( D ) 9. ( C ) 二. 填空题 10. （ , ） 11. （；；） 12. （；） 13. （） 14. （ 0 ）三. 计算题 15. 质量为10g 的小球与轻弹簧组成的系统，按 cm )3 8cos(5.0π π+=t x 的规律振动，式中t 的单位为S 。试求：（1）振动的圆周期、周期、初相、速度及加速度的最大值；（2）t =1s 、2s 时的相位各为多少？解：（1）将原式与简谐振动的一般表达式比较圆频率，初相，周期速度最大值加速度最大值（2）相位将代入，得相位分别为．

16. 一质点沿x 轴作简谐振动，平衡位置在x 轴的原点，振幅cm 3=A ，频率Hz 6=ν。（1）以质点经过平衡位置向x 轴负方向运动为计时零点，求振动的初相位及振动方程；（2）以位移 cm 3-=x 时为计时零点，写出振动方程. 解: (1) 设振动方程为当t =0, x =0, 做旋转矢量图，可得初相位振动方程为 (2) 当t =0 , x = －3cm , 做旋转矢量图，可得初相位所以振动方程为 17. 在一轻弹簧下端悬挂砝码时，弹簧伸长8cm ，现在此弹簧下端悬挂的物体，构成弹簧振子。将物体从平衡位置向下拉动4cm ，并给以向上的21cm/s 初速度（设这时t = 0）令其振动起来，取x 轴向下，写出振动方程。解: 设振动方程为由，可知振幅A 初相位由旋转矢量图可得振动方程为

大学物理作业(1-5)

1—4 一质点的运动学方程为2t x =，()2 1-=t y (S1)。试求： (1)质点的轨迹方程：(2) 在2=t s 时，质点的速度和加速度。 [解] (1) 由质点的运动方程 2t x = (1) ()2 1-=t y (2) 消去参数t ，可得质点的轨迹方程 21)y = (2) 由(1)、(2)对时间t 求一阶导数和二阶导数可得任一时刻质点的速度和加速度 t dt dx v x 2== ()12-==t dt dy v y 所以 ()221x y v v t t =+=+-v i j i j (3) 222==dt x d a x 222==dt y d a y 所以 22=+a i j (4) 把t =2s 代入式(3)、(4)，可得该时刻质点的速度和加速度。 42=+v i j 22=+a i j 1—6 质点的运动学方程为() 2 22t t =++r i j (S1)，试求：(1)质点的轨道方程；(2)t ＝2s 时质点的速度和加速度。 [解] (1) 由质点的运动方程，可得 2 2,2x t y t ==+ 消去参数t ，可得轨道方程 2124 y x =+ (2) 由速度、加速度定义式，有 d /d 22t t ==+v r i j 22d /d 2t ==a r j 将t=2s 代入上两式，得 24=+v i j ， 2=a j 1—10 在重力和空气阻力的作用下，某物体下落的加速度为Bv g a -=，g 为重力加速度，B 为与物体的质量、形状及媒质有关的常数。设t =0时物体的初速度为零。(1)试求物体的速度随时间变化的关系式；(2)当加速度为零时的速度(称为收尾速度)值为多大? [解] (1) 由dt dv a /=得 dt Bv g dv =-

大学物理4章作业

第四章气体动理论答案在最后一. 选择题 1.一个容器内储有1mol氢气和1mol氧气，处于平衡态.若两种气体各自对器壁产生的压强为p1和p2，则两者关系是 (A) p1p2 (B) p1p2 (C) p1p2 (D) 不确定 2. 关于温度的意义，下列说法中错误的是 (A) 气体的温度是分子平均平动动能的量度 (B) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具统计意义 (C) 温度反映了物质内部分子运动的剧烈程度 (D) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 3. 温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能有如下关系 (A) 平均动能和平均平动动能都相等 (B) 平均动能相等，而平均平动动能不相等 (C) 平均平动动能相等，而平均动能不相等 (D) 平均动能和平均平动动能都不相等 4. 容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为 (A) (B) (C)

(D) 二.填空题 5. 1mol氦气，分子热运动的总动能为，则氦气的温度T=___________. 6. 1mol氦气和1mol氧气，温度升高1K，则两种气体内能的增加值分别为________________和____________. 7. 的物理意义是_________________________________________. 8. 由能量按自由度均分定理，设气体分子为刚性分子，分子自由度为i，则温度为T时，一个分子的平均动能为______________；一摩尔氧气分子的转动动能总和为____________. 三.计算题 300，求：（1）气体的分子数密 9. 一容器内储有氢气，其压强为Pa ，温度为K 01 10 .15 度；（2）气体的质量密度。第四章气体动理论参考答案一. 选择题 1. (C) 2. (D) 3. (C) 4. (A) 二.填空题 5.( 400K ) 6.( 12.5J ；20.8J ) 7.( 温度为T时，自由度为5的气体分子的平均动能 ) 8. ( ，RT )

大学物理-作业与答案

《大学物理》课后作业题专业班级：姓名：学号：作业要求：题目可打印，答案要求手写，该课程考试时交作业。第一章质点力学 1、质点的运动函数为： 5 4;22 +==t y t x ，式中的量均采用SI 单位制。求：（1）质点运动的轨道方程；（2）s 11=t 和s 22=t 时，质点的位置、速度和加速度。 1、用消元法 t=x/2 轨迹方程为 y=x2+5 2、运动的合成 x 方向上的速度为x'=2， y 方向上的速度为y'=8t+5 将t 带入分别求出x 和y 方向上的速度然后合成 x 方向上的加速度为x''=0 y 方向上的加速度为y''=8 所以加速度为8 2、如图所示，把质量为m 的小球悬挂在以恒加速度水平运动的小车上，悬线与竖直方向的夹角为θ，求小车的加速度和绳的张力。绳子的拉力F ，将其水平和竖直正交分解为 Fsinα 和 Fcosα 竖直：Fcosα=mg 水平：Fsinα=ma a=gtanα 方向水平向右 3、一质量为0.10kg 的质点由静止开始运动，运动函数为j i 23 53 += t r （SI 单位）求在t=0到t=2s 时间内，作用在该质点上的合力所做的功。质点的速度就是 V ＝dr / dt ＝5* t^2 i ＋0 j 即质点是做直线运动，在 t ＝0时速度为V0＝0；在 t ＝2秒时，速度为 V1＝5*2^2＝20 m/s 由动能定理得所求合力做的功是 W 合＝（m*V1^2 / 2）－（m*V0^2 / 2）＝ m*V1^2 / 2＝0.1*20^2 / 2＝20 焦耳第二章刚体力学 T 1

1、在图示系统中，滑轮可视为半径为R、质量为m0的匀质圆盘。设绳与滑轮之间无滑动，水平面光滑，并且m1=50kg，m2=200kg，m0=15kg，R=0.10m，求物体的加速度及绳中的张力。解将体系隔离为 1 m， m， 2 m三个部分，对 1 m和 2 m分别列牛顿方程，有 a m T g m 2 2 2 = - a m T 1 1 = β2 1 22 1 MR R T R T= - 因滑轮与绳子间无滑动，则有运动学条件 R aβ = 联立求解由以上四式，可得 R M m m g m ? ? ? ? ? + + = 2 1 2 1 2 β 由此得物体的加速度和绳中的张力为 2 2 1 262 .7 15 5.0 200 50 81 .9 200 2 1 - ? = ? + + ? = + + = =s m M m m g m R aβ N a m T381 62 .7 50 1 1 = ? = =N a g m T438 ) 62 .7 81 .9( 200 ) ( 2 2 = - ? = - = 第四章静止电荷的电场 1、如图所示：一半径为R的半圆环上均匀分布电荷Q（>0）,求环心处的电场强度。解：由上述分析，点O的电场强度由几何关系θd d R l=，统一积分变量后，有 y x O

大学物理第五、六章习题解

第五章机械振动 5–1 在两个相同的弹簧下各悬一物体，两物体的质量比为4:1，则二者作简谐振动的周期之比为_________。解：由弹簧振子的周期公式k m T π 2=可得，二者的周期之比为2:1。 5–2 某星球质量是地球质量的P 倍，半径是地球半径的q 倍，一只在地球上周期为T 的单摆在该星球上的振动周期为。解：因e s pM M =，e s qR R =，所以星球上的重力加速度为 g q p R q pM G R M G g 2 2s 2e 2s s s = == 星球上该单摆的振动周期为 T P q g l T ==s s π 2 5– 3 一汽车载有四人，他们的质量共为250kg ，上车后把汽车的弹簧压下5×10-2m 。若该汽车弹簧共负载1000kg 的质量，则汽车的固有频率为。解：由题意可得弹簧的劲度系数为 42 109.41058 .9250?=??== -x mg k N/m 负载M =1000kg 的质量时，汽车的固有频率为 π 27 1000109.4π21π 21 π24= ?== =M k ω νHz 5–4 一弹簧振子，当t =0时，物体处在平衡位置且向x 正方向运动，则它的振动的初相位为。解：将0=t 时，0=x ，代入振动方程)(cos ?ω+=t A x ，得?cos 0A =，故 2π -=?或 2 π 又由于0=t 时，物体向x 正方向运动，即0>v ，即需0sin >-=?ωA x ，故初相位为 2 π -=? 5–5 一简谐振动方程为)3cos(?+=t A x ，已知t = 0时的初位移为0.04m ，初速度为0.09 m/s ，则振幅A =________，初相? =_____________。解：振幅22 3 2 22202010509.004.0-?=+=+= ωv x A m 初相)4 3 arctan()04.0309.0arctan()arctan(00-=?-=- =x ω?v 5–6 一简谐振动的旋转矢量图如图5-1所示，振幅矢量长2cm ，则该简谐振动的初相为______。振动方程为_____________。解：由图可得初相位为4 π = ?，角频率π=ω，故振动方程为 t 图5-1

大学物理6章作业

第六章机械振动答案在最后一. 选择题 1. 质点沿x轴做简谐振动，振动方程用余弦函数表示，若时，质点过平衡位置且向x轴正方向运动，则它的振动初相位为 (A) 0 (B) (C) (D) 2. 两个质点各自做简谐振动，它们的振幅、周期相同，第一个质点的振动方程为，当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处，则第二个质点的振动方程为： (A) (B) (C) (D) 3. 质点做简谐振动，振幅为A，初始时刻质点的位移为，且向x轴正向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为 (B) (A) (D) (C) 4. 质点做简谐振动，周期为T，当它由平衡位置向x轴正向运动时，从二分之一最大位移处运动至最大位移处所需的最短时间为 (A) T／4 (B) T／12 (C) T／6 (D) T／8 5. 一弹簧振子做简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的

(A) (B) (C) (D) (E) 6. 两个简谐振动，，，且，合振动的振幅为 (A) (B) (C) (D) 二. 填空题 7. 一弹簧振子，弹簧的弹性系数为k ，物体的质量为m ，则该系统固有圆频率为_________，固有振动周期为_____________. 8. 一简谐振动方程为，已知时的初位移为0.04m ，初速度为 0.09m/s ，则振幅为____________，初相位为____________. 9. 单摆做小幅摆动的最大摆角为θm ，摆动周期为T ，时处于图示位置，选单摆平衡位置为坐标原点，向右方为正，则振动方程为______________________. 10. 一质点同时参与三个简谐振动，振动方程分别为：，，. 则合振动方程为___________________. 三. 计算题 11. 质量为10g 的小球与轻弹簧组成的系统，按 cm )38cos(5.0π π+ =t x 的规律振动，式中t 的单位为S 。试求：（1）振动的圆周期、周期、初相、速度及加速度的最大值；（2）t =1s 、2s 时的相位各为多少？

大学物理 1-5章作业参考解

1-2章作业 1-4．一质点的运动学方程为2x t =，()21y t =-(SI )。试求：(1)质点的轨迹方程；(2)在2t =s 时，质点的速度和加速度。 [解] （1）由质点的运动方程 2t x = （1） ()21-=t y （2）消去参数t ，可得质点的轨迹方程 ( ) 2 1-= x y （2）由（1）、（2）对时间t 求一阶导数和二阶导数可得任一时刻质点的速度和加速度 t t x v 2d d x == ()12d d y -==t t y v 所以 ()j i j i v 122y x -+=+=t t v v （3） 2d d 22x ==t x a 2d d 22y ==t y a 所以 j i a 22+= （4）把2s =t 代入式（3）、（4），可得该时刻质点的速度和加速度． j i v 24+= j i a 22+= 1-8．质点沿x 轴运动，已知228t v +=，当8=t s 时，质点在原点左边52m 处(向右为x 轴正向)。试求： (1)质点的加速度和运动学方程； (2)质点的初速度和初位置； (3)分析质点的运动性质。 [解] (1) 质点的加速度 t t v a 4/d d == 又 t x v /d d = 所以 t v x d d = 对上式两边积分，得 ??? +==t t t v x d )28(d d 2 所以 c t t x ++=3)3/2(8 由题知 5283 2 8838-=+?+?==c x t m

所以 c = 3 1457m 因而质点的运动方程为 33 283 1457t t x ++-= (2) m/s 802820=?+=v m 3 1 4570-=x (3) 质点沿x 轴正方向作变加速直线运动，初速度为8m ?s -1，初位置为-4573 1 m. 1-9．一物体沿x 轴运动，其加速度与位置的关系为x a 62+=。物体在0x =处的速度为10m ?s -1，求物体的速度与位置的关系。 [解] 根据链式法则 x v v t x x v t v a d d d d d d d d === ()x x x a v v d 62d d +== 对上式两边积分并考虑到初始条件，得 ()?? += x v x x v v 0 10 d 62d 故物体的速度与位置的关系为 100462++=x x v s m 1-10．在重力和空气阻力的作用下，某物体下落的加速度为Bv g a -=，其中g 为重力加速度，B 为与物体的质量、形状及媒质有关的常数，并设0=t 时物体的初速度为零。试求： (1)物体的速度随时间变化的关系式； (2)当加速度为零时的速度(称为收尾速度)值。 [解] (1) 由t v a /d d =得 t Bv g v d d =- 两边积分，得 ? ?=-t Bv g v d d 即 c Bt Bv g ln )ln(+-=- 由t =0时v =0 得 c=g 所以，物体的速率随时间变化的关系为： )1(Bt e B g v --=

大学物理习题答案--第一章

第一章作业解 1-7液滴法是测定液体表面张力系数的一种简易方法。将质量为m 的待测液体吸入移液管，然后让液体缓缓从移液管下端滴出。可以证明 d n mg πγ= 其中，n 为移液管中液体全部滴尽时的总滴数，d 为液滴从管口落下时断口的直径。请证明这个关系。证：当液滴即将滴下的一刻，其受到的重力与其颈部上方液体给予的张力平衡 F g m =' d r L F πγπγγ===2 n m m = '， d n m πγ= 得证：d n mg πγ= 1-8 在20 km 2的湖面上下了一场50 mm 的大雨，雨滴半径为1.0 mm 。设温度不变，雨水在此温度下的表面张力系数为7.3?10-2N ?m -1。求释放的能量。解：由 S E ?=?γ 雨滴落在湖面上形成厚为50 mm 的水层，表面积就为湖面面积，比所有落下雨滴的表面积和小，则释放的表面能为： )4(2 S r n E -?=?πγ 其中，3 43 r Sh n π= 为落下的雨滴数，r 为雨滴半径 J r h S E 8 3 3 6 2 1018.2)110 0.110503( 102010 3.7)13( ?=-???????=-=?---γ 1-9假定树木的木质部导管为均匀的圆柱形导管，树液完全依靠毛细现象在导管内上升，接触角为45°，树液的表面张力系数1 2 10 0.5--??=m N γ。问要使树液到达树木的顶部，高为20 m 的树木所需木质部导管的最大半径为多少？解：由朱伦公式：gr h ρθ γcos 2= 则：cm gh r 5 3 2 10 6.320 8.91012 /210 0.52cos 2--?=??????= = ρθ γ 1-10图1-62是应用虹吸现象从水库引水的示意图。已知虹吸管粗细均匀，其最高点B 比水库水面高出m h 0.31=，管口Ｃ又比水库水面低m h 0.52=，求虹吸管内的流速及Ｂ点处的

大学物理作业

第4章真空中的静电场 4－3 一细棒弯成半径为R 的半圆形，均匀分布有电荷q ，求半圆中心O 处的场强。解：建立如图所示的直角坐标系o-xy ，在半环上任取d l =Rd θ的线元，其上所带的电荷为则 2 2r e r πε= r r 外E 0q 4 4－9 如图所示，厚度为d 的“无限大”均匀带电平板，体电荷密度为ρ，求板内外的电场分布。解:带电平板均匀带电，产生的电场具有面对称性，因而可以应用高斯定理求解。作一柱形高斯面，其侧面与板面垂直；两底面s 和板面平行,且到板中心平面的距离相等，用x

表示。 (1) 平板内（2 d x < ） 1 1 10 2d 2S S x E S ρψε?=?==?E S r r ? 得 10 E x ρ ε= ，方向垂直板面向外。 3 2 123304S Q Q E dS E r πε+?==?r r ? 12304r Q Q E e πε+=r r （2）求各区域的电势 (a) 1r R <

1221 2 1 2112 11232 00 44R R R r R R R R Q Q Q V E dr E dr E dr dr dr r πεπε∞∞ +=?+?+?=?+????? ?r r r r r r 得 12 10 12 1( 4Q Q V R R πε= + R r ≤时：10 2R R r r V E dr rdr ε=?= ?? )(4220 r R -= ε 习题7－10图

R r >时： 22202S R l E dS E rl ρππε?==?r r ?2202n R E e r ρε→=r r 2 20 2R R r r R dr V E dr r ρε=?= ? ? r r r R R ln 202ερ= 空间电势分布并画出电势分布曲线大致如图。

大学物理作业七Word版

刚体的定轴转动一、基本概念理解转动惯量不仅和总质量有关，还和质量分布有关。二、转动惯量 1.长为L ，质量为M 的均质棒绕过其一端并垂直于棒的轴的转动惯量为______________。 2.两个均质圆盘A 、B 的密度分别为A ρ和B ρ ，若A ρ大于B ρ，但两圆盘的质量和厚度相同，如两盘对通过盘心并垂直于盘面的转轴的转动惯量各为J A 和J B ，J A ___J B 。（填><=）三、转动定律 1. 一匀质细杆质量为m ，长为l ，可绕过一端O 的水平轴自由转动，杆于水平位置由静止开始下摆，则初始时刻杆的角加速度为______，杆转过θ角时的角速度为_______。 2.如图所示，质量为m ，半径为R 的飞轮（视为均质圆盘），可绕O 轴转动，边缘绕有轻绳。现一人用恒力F 拉绳子的一端，运动L 米，则飞轮的角加速度β=______；拉力F 做的功___。四、角动量及角动量守恒 1.花样滑冰运动员绕竖直轴旋转，两臂伸开时转动惯量为J 0，角速度为ω0；收拢两臂时，转动惯量变为J 0/3，则角速度为______。五、定轴转动的功能关系 1.长为l 、质量为m 的匀质细杆，以角速度ω绕通过杆端点垂直于杆的水平轴转动，杆对转轴的转动惯量为__________；杆绕轴转动的动能为__________；杆对转轴的角动量大小为_____。 2.一均质圆盘，质量为m ，半径为r ，绕过其中心垂直于盘面的固定轴转动，角速度为ω，则该圆盘的转动惯量为_____，转动动能为_____ 。 3.一花样滑冰运动员，开始自转时，其动能为2002 1ωJ E =。然后她将两臂收回，转动惯量减小至原来的1/3，此时她的动能为_____。 4.图（a ）为一绳长为l 、质量为m 的单摆，图（b ）为一长度为l 、质量为m 能绕水平固定轴O 自由转动的均质细棒，现将单摆和细棒同时从与竖直线成θ 角的位置由静止释放，若运动到竖直位置时，单摆、细棒的角速度分别以ω1、ω2表示，则_____。 5.一转动惯量为J 的圆盘绕通过盘心的固定轴转动，起初角速度为0ω，设它所受阻力矩与转动角速度成正比M= - kω（为正常数）, 1）它的角速度从0ω变为012 ω所需时间是_____；（2）在上述过程中阻力矩所作的功为_____ 6.一转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，初始角速度为0ω。设它所受阻力矩与转动角速度的平方成正比 R F O

大学物理作业(一)答案

大学物理作业(一)答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

班级___ ___学号____ ____姓名____ _____成绩______________ 一. 填空： 1. 已知质点的运动方程：22,2t y t x -== (SI 制)，则(1) t =1s 时质点的位置矢量 2i j +，速度 22i j -，加速度___2j -_________，(2) 第1s 末到第2s 秒末质点的位移____23i j -___ ___，平均速度___23i j -_______. 2. 一人从田径运动场的A 点出发沿400米的跑道跑了一圈回A 点，用了1分钟的时间，则在上述时间内其平均速度为_____0_________. 3. 一质点沿线x 轴运动，其加速度为t a 4=(SI 制)，当t =0时，物体静止于x =10m 处，则t 时刻质点的速度______22t _____，位置____32103 t +_____________. 4. 一质点的运动方程为j i r 232t t +=(SI 制)，任意时刻t 的切向加速度为，法向加速度为 . 二. 选择： 1. 以下说法错误的是：( ABC ) (A) 运动物体的加速度越大，物体的速度也越大. (B) 物体在直线前进时，如果物体向前的加速度减小了，物体前进的速度也减小. (C) 物体的加速度值很大，而物体的速度值可以不变，是不可能的. (D) 在直线运动中且运动方向不发生变化时，位移的量值与路程相等. 2. 下面叙述哪一种正确： ( B ) (A)速度为零，加速度一定为零. (B)当速度和加速度方向一致，但加速度量值减小时，速度的值一定增加. (C)速度很大加速度也一定很大. 3. 如图河中有一小船，人在离河面一定高度的岸上通过绳子以匀速度0v 拉船靠岸，则船在图示位置处的速率为：( C ) (A)0v (B)θcos 0v (C) θcos /0v (D) θtan 0v 4. 以初速度0v ，仰角θ抛出小球，当小球运动到最高点时，其轨道曲率半径为(不计空气阻力)： ( D )

大学物理7章作业

第七章机械波一. 选择题 1. 机械波的表示式为（SI），则 (A) 其振幅为3m (B) 其波速为10m/s (C) 其周期为1/3s (D) 波沿x轴正向传播 2. 一平面简谐波沿x轴正向传播，时波形图如图示，此时处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) π/2 (D) - π/2 3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波，在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3，则这两点相距 (A) 2m (B) 21.9m (C) 0.5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播，某瞬时介质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量为 (A) 动能最大，势能为零 (B) 动能为零，势能最大 (C) 动能为零，势能为零 (D) 动能最大，势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播，下述各结论哪个是正确的？ (A) 介质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化，但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇，S1到P点的距离是r1，S2到P点的距离是r2，则P点干涉极大的条件是 (A) (B) (C) (D)

7. 两相干波源S 1和S2相距λ/4（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前，在S1、S2连线上，S1外侧各点（例如P点）两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大，有些点干涉极小 (D)无法确定 8. 在波长为λ的驻波中，任意两个相邻波节之间的距离为 (A) λ (B) 3λ/4 (C) λ/2 (D) λ/4 二. 填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m，传播速度时340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0.37m，则它在该介质中的传播速度为__________________. 10. 平面简谐波沿x轴正向传播，波动方程为，则处质点的振动方程为_________________，处质点与处质点振动的相位差为_______. 11. 简谐波沿x轴正向传播，传播速度为5m/s ，原点O振动方程为 (SI)，则处质点的振动方程为_____________________. 12. 一平面简谐波周期为2s，波速为10m/s，A、B是同一传播方向上的两点，间距为5m，则A、B两点的相位差为_______________. 13. S 1、S2是两个相干波源，已知S1初相位为，若使S1S2连线中垂线上各点均干涉相的初相位为_______________. 消，S 14. 如图，波源S1、S2发出的波在P点相遇，若P点的合振幅总是极大值，则波源S1的相位比S2的相位领先 _____________________. 三. 计算题