当前位置：文档库 › 大学物理作业1

大学物理作业1

《大学物理AI 》作业

N0.1 运动的描述

班级 ________________ 学号 ______________ 姓名 ____________ 成绩 ___________

一、选择题：

1．一小球沿斜面向上运动，其运动方程为3125t t S -+=（SI ）

，则小球运动到最高点的时刻应是

（A ）s 4=t

（B ）s 2=t

（C ）s 8=t

（D ）s 5=t

[ B ]

解：小球运动速度大小

312d d t t

s v -==。

当小球运动到最高点时v =0，即 03122

=-t ，t =2（s ）。

故选 B

2．质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度大小应为（其中v 表示任意时刻质点的速率）

（A ）

d d

（B ）2

124

d d ???

????????

??+???

??R v t v

（C ）R

v t v 2

d d +

（D ）R

v 2

[ B ]

解：质点作圆周运动时，切向加速度和法向加速度分别为 R

v a t v a n t 2

,d d ==，所以加速度大小为：2

12222

2d d ???

???????? ??+??? ??=+=R v t v a a a n

t 。故选 B

3．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为

，瞬时速率为v ，某一段时间内的平

均速度为v

，平均速率为v ，它们之间关系正确的有

（A ）v v v v ≠=

, （B ）

v v v v ≠≠ , （C ）

v v v v =≠ ,

（D ）

v v v v == ,

[ A ]

解：根据定义，瞬时速度为dt d r v

=，瞬时速率为t

s v d d =，由于s r d d = ，所以v v =

。

平均速度t r v ??=

，平均速率t

s v ??=，而一般情况下s r ?≠?

，所以v v ≠ 。故选A

4．某物体的运动规律为

t kv t

2d d -=，式中k 为大于零的常数。当t ＝0时，初速为0v ，则速度v 与t 的函数关系应是

（A ）0

2121v kt v +

（B ）02

1v kt v +=

（C ）02

1v kt v +-=

（D ）0

2121v kt v +

= [ D ]

解：将

t kv t

v 2

d d -=分离变量并积分可得：??=-t v v t kt v v 02d d 0 0

2201

211,2111v kt v kt v v +

==-。故选 D

5．在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以21

s m -?的速率匀速行使，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向。今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系（x 、y 方向单位矢量用j i

、表示），那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以1

s m -?为单位）为

（A ）j i

22+ （B ）j i

22+- （C ）j i

22--

（D ）j i

22-

[ B ]

解：由题意知：A 船相对于地的速度i v A

2=-地，B 船相对于地的速度j v B 2=-地，根据相

对运动速度公式，B 船相对于A 船的速度为

j i v v v v v A B A B A B

22+-=-=+=-----地地地地。

故选 B

二、填空题：

1．一质点的运动方程为

SI)(63t t x -=，则在t 由0至6s 的时间间隔内，质点的

位移大小为 180 m ，在t 由0到6 s 的时间间隔内质点走过的路程为 191.31 m 。

解：由运动方程可知：质点作直线运动，t =0及t =6s 时刻的坐标分别为

所以质点在此时间间隔内位移的大小为 180666,0360-=-?==x x

18006-=-=?x x x （m ）

又质点的运动速度236d d t t

-==

，可见质点做变速运动。又因2=t s 时，v =0；20；2>t s 时，v <0。所以质点在0~2 s 间向

x 轴正方向运动，

2~6 s 间向x 轴反方向运动，故在0~6 s 时间间隔内，质点走过的路程为

()m

31.191)m (281802226666222632

602

≈+=-?--?+-?=-+-=x

x x x

2.如图所示，一质点P 从O 点出发以0.02m/s 速率沿顺时针方向做匀速圆周运动，圆的半径为1cm.当P 走过3/4圆周时，走过的路程是 0.047m , 这段时间内平均速度大小为 0.006m/s 。

解：圆的周长为：

R S π2=，那么当质点走过了3/4圆周，则走过

的路程为：

)(047.02

343m R S ==π

平均速度为t

v ??=，j R i R j y i x r +=?+?=?

R v S t ?=?=?23π,于是：()j i v +=

π304.0

s m /006.0304.0304.02

≈??

??+??? ??=ππ

3．距河岸（看成直线）500 m 处有一艘静止的船，船上的探照灯以转速为min /r 1=n 转动，当光束与岸边成30°角时，光束沿岸边移动的速率=v 69.8 m/s 。

解：以河岸为x 轴，船离原点距离l =500 m ，则探照灯光束照在岸上的坐标为θtg ?=l x ，其中θ角为光束和船与原点连线之间的夹角。于是光束沿岸边移动的速度大小为

ωθθ2

2cos d d cos 1d d l t l t x v =?==，当光束与岸边成30°角时， 60=θ

)s m (33.20960

1260cos 15001

2-?=???=π v

4．一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道A 点处速度v

的大小为v ，其方向与水平方向夹角成45°。则物体在A 点的切向加速度大小t a ＝

g 22-

，轨道的曲率半径=ρ

g /2

。

解：抛体运动的加速度大小为g ，方向向下。由矢量分解得：

切向加速度的大小为 2245sin g g a t -=-=

法向加速度的大小为

g v a n 2

245cos 2

===

所以轨道的曲率半径

v a v n 2

22=

=ρ

5．半径为30cm 的飞轮，从静止开始以

-2s rad 400?.的匀角加速度转动，则飞轮边缘

上一点在飞轮转过270°时的切向加速度的大小t a ＝ 2s m 12.0-? ，法向加

速度的大小n a ＝ 2s m 13

.1-? 。

解：飞轮边缘一点的切向加速度大小为

()

s m 12

.04.03.0-?=?==βr a t

设飞轮转过

270时的角速度为ω，由0,20202==-ωβθωω，得βθω

此时飞轮边缘一点的法向加速度大小为

()

s m 13.136.02360

270

4.023.02-?≈=????===ππβθωr r a n

三、计算题： 1．一个人自原点出发，10 s 内向东走15 m ，又10 s 内向南走10 m ，再25 s 内向正西北走30 m 。求在这45 s 内，

（1）平均速度的大小和方向，

（2）平均速率的大小。解：建立如图坐标系。

（1） 45 s 内人的位移为

r ++=?

i j

1510301015+=++-= 则平均速度的大小为：

)s m (4

.045

1510122-?=+=??=t r v

方向为与x 轴的夹角：

)31.56(31.5610

15tg tg 11

东偏北==??=--x y θ

（2） 45 s 内人走的路程为?S =15+10+30=55 (m)，所以平均速率为

)s m (22.145

1-?==??=

t S v

2．如图所示，质点P 在水平面内沿一半径为R =2 m 的圆轨道转动。转动的角速度ω与时间t 的函数关系为

=ω（k 为常量）。已知t ＝2 s 时，质点P 的速度值为36 m/s 。试求t ＝1

s 时，质点P 的速度与加速度的大小。

解：先根据已知条件求常量k 。t =2s 时，P 点的速度值

3623=?==Rk R v ω

所以

)s rad (49

836

8363-?=?==

R k

t =1s 时，质点P 的速度大小为

()1

33s m 5.414

2-?=??

==Rkt v

切向加速度的大小 ()2

s m 5

.1314

9233d d -?=???===Rkt t v a t

法

向

加速

度的大

小

()2

s m 125

.101249-?=????

? ??===Rt k R v a n

故加

速

度的大

小

为

()2

222

s m 875

.16125.105.13-?=+=+=n t a a a

3.宽L 的河流，水流速与离岸距离成正比，河中央水流速为

0v ，两岸处水流速为零。小船相对

水流以恒定的垂直速度

r v 从此案驶向对岸，在距此岸

L /4处突然掉头，以相对速度2

v 垂直于水流驶回此

岸。以小船出发位置为坐标原点，求：（1）直角坐标系下小船的运动轨迹。

（2）小船返回此岸的位置与出发点之间的距离。（要求：图示分析）（这题真的很烦人！！！）解：（1）建立如图坐标系。根据题意：t=0时，有

0,000==y x

（由于此题小船运动到L /4处掉头了，所以轨迹要分成两个阶段来求）

第一阶段：从出发点到L /4处的轨迹。根据已知条件和图示坐标：

i v v 水岸水岸=

因为在题目所求的问题中，小船始终未过河心，所以有：

ky v =水岸，

又因：2L

y =时，L

v k v ky v 002=?==水岸

所以有：

i y L

v v 02=水岸

对于小船：

i y L

v j v v v v v r 0

2+=?+=船岸水岸船水船岸

即：dt

dy v v

r y

==船岸

x r y

r x

Lv y v x dx v ydy L v dy dx v dt dy dy dx y L v dt dx y L v v 2000000222=?=?==?==??船岸

这是第一阶段小船的轨迹。

当4L

y =时，r

v L v x 160=。这是小船掉头时的起点，即第二阶段的初始条件。

第一阶段：从L /4到驶回此岸时的轨迹。水流速度的表达式依然不变：

y L

v 0

2=水岸

对于小船：

i y L

v j v v v v v r

022+-=?+=船岸水岸船水船岸

即：dt

v v

r y

=-=2船岸

322162222202

201640000

L v x v L y L v dx v ydy L

v dy

dx v dt dy dy dx y L v dt dx y L v v r x v L v r y

L r x

+-=??? ??-?-=?-==?==??船岸

这是第二阶段的轨迹方程。

（2）当小船返回此岸时，,0=y 代入上面的式子有：r v L

v x 1630=，所以，离出发点

的距离为：r

v L

v x 1630=

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

大学物理习题及答案

x L h 书中例题：1.2, 1.6（p.7;p.17）（重点）直杆AB 两端可以分别在两固定且相互垂直的直导线槽上滑动，已知杆的倾角φ＝ωt 随时间变化，其中ω为常量。求：杆中M 点的运动学方程。解：运动学方程为： x=a cos(ωt) y=b sin(ωt) 消去时间t 得到轨迹方程： x 2/a 2 + y 2/b 2 = 1 椭圆运动学方程对时间t 求导数得速度： v x ＝dx/dt ＝-a ωsin(ωt) v y ＝dy/dt ＝b ωcos(ωt) 速度对时间t 求导数得加速度： a x ＝d v x /dt ＝－a ω2cos(ωt) a y ＝d v y /dt ＝－b ω2sin(ωt) 加速度的大小： a 2＝a x 2＋a y 2 习题指导P9. 1.4（重点）在湖中有一小船，岸边有人用绳子跨过一高处的滑轮拉船靠岸，当绳子以v 通过滑轮时，求：船速比v 大还是比v 小？若v 不变，船是否作匀速运动？如果不是匀速运动,其加速度是多少？解： l ＝（h2＋x2）1/2 221/2 122()d l x d x v d t h x d t ==+ 221/2()d x h x v d t x += 当x>>h 时，dx/dt ＝v ，船速＝绳速当x →0时，dx/dt →∞ 加速度： x y M A B a b φ x h

220d x d t =2221/22221/2221/2221/2221/22221/2()1()11()()1112()2()d x d h x v dt dt x d h x v dt x d dx d h x dx h x v v dx x dt x dx dt dx x dx h x v v x dt x h x dt ?? +=??????=?+???? +??=?++ ???=-?+++ 将221/2()d x h x v d t x +=代入得： 2221/2221/2 221/2 22221/21()112()()2()d x h x x h x h xv v v v d t x x x h x x ++=-?+++3222232222)(x v h x v v x x h dt x d -=++-= 分析：当x ∞, 变力问题的处理方法（重点）力随时间变化：F ＝f （t ）在直角坐标系下，以x 方向为例，由牛顿第二定律： ()x dv m f t dt = 且：t ＝t 0 时，v x ＝v 0 ；x ＝x 0 则： 1 ()x dv f t dt m = 直接积分得： 1 ()()x x v dv f t dt m v t c ===+?? 其中c 由初条件确定。由速度求积分可得到运动学方程：

大学物理大作业

荷兰物理学家安德烈·吉姆(Andre Geim)曾经做过一个有关磁悬浮的著名实验，将一只活的青蛙悬浮在空中的技术迈纳斯效应—完全抗磁性零电阻是超导体的一个基本特性，但超导体的完全抗磁性更为基本。是否转变为超导态，必须综合这两种测量结果，才能予以确定。如果将一超导体样品放入磁场中，由于样品的磁通量发生了变化，样品的表面产生感生电流，这电流将在样品内部产生磁场，完全抵消掉内部的外磁场，使超导体内部的磁场为零。根据公式和，由于超导体=－1，所以超导体具有完全抗磁性。内部B=0，故 m 超导体与理想导体在抗磁性上是不同的。若在临界温度以上把超导样品放入磁场中，这时样品处于正常态，样品中有磁场存在。当维持磁场不变而降低温度，使其处于超导状态时，在超导体表面也产生电流，这电流在样品内部产生的磁场抵消了原来的磁场，使导体内部的磁感应强度为零。超导体内部的磁场总为零，这一现象称为迈纳斯效应。超导体的抗磁性可用下面的动画来演示，小球是用超导态的材料制成的，由于小球的抗磁性，小球被悬浮于空中，这就是所说的磁悬浮。下图是小磁铁悬浮在Ba-La-Cu-O超导体圆片（浸在液氮中）上方的照片。

零电阻是超导体的一个基本特性，但超导体的完全抗磁性更为基本。是否转变为超导态，必须综合这两种测量结果，才能予以确定。如果将一超导体样品放入磁场中，由于样品的磁通量发生了变化，样品的表面产生感生电流，这电流将在样品内部产生磁场，完全抵消掉内部的外磁场，使超导体内部的磁场为零。根据公式和，由于超导体内部B=0，故cm=－1，所以超导体具有完全抗磁性。超导材料必须在一定的温度以下才会产生超导现象，这一温度称为临界温度。

大学物理习题分析与解答

第八章恒定磁场 8-1 均匀磁场的磁感强度B 垂直于半径为r 的圆面．今以该圆周为边线，作一半球面S ，则通过S 面的磁通量的大小为［］。 (A) B r 22π (B) B r 2π (C) 0 (D) 无法确定分析与解根据高斯定理，磁感线是闭合曲线，穿过圆平面的磁通量与穿过半球面的磁通量相等。正确答案为（B ）。 8-2 下列说法正确的是[ ]。 (A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内一定没有电流穿过 (B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时，回路内穿过电流的代数和必定为零 (C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度必定为零 (D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时，回路上任意点的磁感强度必定为零分析与解由磁场中的安培环路定理，磁感强度沿闭合回路的积分为零时，回路上各点的磁感强度不一定为零；闭合回路上各点磁感强度为零时，穿过回路的电流代数和一定为零。正确答案为（B ）。 8-3 磁场中的安培环路定理∑?=μ=?n L I 1i i 0d l B 说明稳恒电流的磁场是[ ]。 (A) 无源场 (B) 有旋场 (C) 无旋场 (D) 有源场

分析与解磁场的高斯定理与安培环路定理是磁场性质的重要表述，在恒定磁场中B 的环流一般不为零，所以磁场是涡旋场；而在恒定磁场中，通过任意闭合曲面的磁通量必为零，所以磁场是无源场；静电场中E 的环流等于零，故静电场为保守场；而静电场中，通过任意闭合面的电通量可以不为零，故静电场为有源场。正确答案为（B ）。 8-4 一半圆形闭合平面线圈，半径为R ，通有电流I ，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，则线圈所受磁力矩大小为[ ]。 (A) B R I 2π (B) B R I 221π (C) B R I 24 1π (D) 0 分析与解对一匝通电平面线圈，在磁场中所受的磁力矩可表示为B e M ?=n IS ，而且对任意形状的平面线圈都是适用的。正确答案为（B ）。 8-5 一长直螺线管是由直径d =0.2mm 的漆包线密绕而成。当它通以I =0.5A 的电流时，其内部的磁感强度B =_____________。(忽略绝缘层厚度，μ0=4π×10-7N/A 2) 分析与解根据磁场中的安培环路定理可求得长直螺线管内部的磁感强度大小为nI B 0μ=，方向由右螺旋关系确定。正确答安为（T 1014.33-?）。 8-6 如图所示，载流导线在平面内分布，电流为I ，则在圆心O 点处的磁感强度大小为_____________，方向为 _____________ 。分析与解根据圆形电流和长直电流的磁感强度公式，并作矢量叠加，可得圆心O 点的总

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 =-

大学物理实验报告答案大全(实验数据)

U 2 I 2 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括）伏安法测电阻实验目的 (1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。实验方法原理根据欧姆定律， R = U ，如测得 U 和 I 则可计算出 R 。值得注意的是，本实验待测电阻有两只，一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。实验装置待测电阻两只，0～5mA 电流表 1 只，0－5V 电压表 1 只，0～50mA 电流表 1 只，0～10V 电压表一只，滑线变阻器 1 只，DF1730SB3A 稳压源 1 台。实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学生参照第 2 章中的第 2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录 U 值和 I 值。对每一个电阻测量 3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。数据处理 (1) 由 U = U max ? 1.5% ，得到 U 1 = 0.15V , U 2 = 0.075V ； (2) 由 I = I max ? 1.5% ，得到 I 1 = 0.075mA , I 2 = 0.75mA ； (3) 再由 u R = R ( 3V ) + ( 3I ) ，求得 u R 1 = 9 ? 101 &, u R 2 = 1& ； (4) 结果表示 R 1 = (2.92 ± 0.09) ?10 3 &, R 2 = (44 ± 1)& 光栅衍射实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。 (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理

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

西工大大学物理大作业参考答案-真空中的静电场2009

第九章真空中的静电场一、选择题 ⒈ C ； ⒉B ；⒊ C ； ⒋ B ； ⒌ B ； 6.C ； 7.E ； 8.A,D ； 9.B ；10. B,D 二、填空题 ⒈ 2 3 08qb R πε，缺口。 ⒉ 0 q ε，< ; ⒊ 半径为R 的均匀带电球面（或带电导体球）; ⒋ 12 21 E E h h ε--； 2.21?10-12C/m 3; ⒌ 100N/C ；-8.85×10-9C/m 2 ; ⒍ -135V ； 45V ; ⒎ 006q Q R πε；0；006q Q R πε- ；006q Q R πε ； ⒏ 1 2 22 04() q x R πε+； 32 22 04() qx x R πε+ ； 2 R ；432.5 V/m ; 9.有源场；无旋场 (注意不能答作“保守场”，保守场是针对保守力做功讲的)。三、问答题 1. 答：电场强度0E F q =r r 是从力的角度对电场分布进行的描述，它给出了一个矢量场分布的图像；而电势V =W /q 是从能量和功的角度对电场分布进行的描述，它给出了一个标量场分布的图像。空间任意一点的电场强度和该点的电势之间并没有一对一的关系。二者的关系是： "0"p d grad ,d d P V E V V E l n =-=-=??r r r 。即空间任一点的场强和该点附近电势的空间变化率相联系；空间任一点的电势和该点到电势零点的整个空间的场强分布相联系。由于电场强度是矢量，利用场叠加原理计算时，应先将各电荷元产生的电场按方向进行分解，最后再合成，即： d d d d ;x y z E E i E j E k =++r r r r ， d ,d ,d x x y y z z E E E E E E ===??? 而电势是标量可以直接叠加，即：V dV =?。但用这种方法求电势时，应注意电势零点的选择。

大学物理作业参考答案.docx

电势、导体与 ※ 电介质中的静电场（参考答案）班级：学号：姓名：成绩：一选择题 1．真空中一半径为 R 的球面均匀带电 Q ，在球心 O 处有一带电量为 q 的点电荷，如图所示，设无穷远处为电势零点，则在球内离球心 O 距离为 r 的 P 点处的电势为：（A ） q ；（ B ） 1 ( q Q ) ； 4 0 r O r P 4 0r R Q q R （C ） q Q ；（ D ） 1 ( q Q q ) ； 4 0 r 4 0r R 参考：电势叠加原理。 [ B ] 2．在带电量为 -Q 的点电荷 A 的静电场中，将另一带电量为 q 的点电荷 B 从 a 点移动到 b ， a 、 b 两点距离点电荷 A 的距离分别为 r 和 r ，如 1 2 图，则移动过程中电场力做功为：（A ） Q ( 1 4 0 r 1 qQ ( 1 （C ） 4 0 r 1 1 ) ；（ B ） qQ r 2 4 r 1 ) ；（D ） 4 2 ( 1 1 ) ；(-Q)A r 1 B a 0 r 1 r 2 qQ r 2 （ q ） b r ) 。 0 ( r 2 1 参考：电场力做功＝势能的减小量。 A=W-W ＝q(U -U ) [ C ] ab a b 。 3．某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从 M 点移到 N 点，有人根据这个图做出以下几点结论，其中哪点是正确的？（A ）电场强度 E ＜E ；（ B ）电势 U ＜ U ； MN M N （C ）电势能 W M ＜ W N ；（ D ）电场力的功 A ＞ 0。 N M [ C ] 4．一个未带电的空腔导体球壳内半径为 R ，在腔内离球心距离为 d （ d ＜ R ）处，固定一电量为 +q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心 O 处的点势为：（A ） 0；（ B ） 4 q d ； R q q ( 1 1 ) 。 O +q （C ） - ；（ D ） d 4 0R 4 0 d R 参考：如图，先用高斯定理可知导体内表面电荷为 -q ，导体外表面无电荷（可分析）。虽然内表面电荷分布不均，但到 O 点的距离相同，故由电势叠加原理可得。 [ D ] ※ 5．在半径为 R 的球的介质球心处有电荷 +Q ，在球面上均匀分布电荷 -Q ，则在球内外处的电势分别为： Q Q Q （A ） 4 r 内， 4 r 外；（ B ） 4 r 内， 0；参考：电势叠加原理。注：原题中ε为ε0 （C ） 4 Q Q r 内 4 R ，0；（ D ） 0， 0 。 [ C ]

济南大学大学物理大作业完整答案

济南大学大学物理大作业答案完整版

第1章质点运动学 §1.3 用直角坐标表示位移、速度和加速度一．选择题和填空题 1. (B) 2. (B) 3. 8 m 10 m 4. ()[] t t A t ωβωωωββsin 2cos e 22 +-- ()ωπ/122 1 +n (n = 0, 1, 2,…) 5. h 1v /(h 1-h 2) 二．计算题 1解: (1) 5.0/-==??t x v m/s (2) v = d x /d t = 9t - 6t 2 v (2) =-6 m/s (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m 2解： =a d v /d t 4=t ， d v 4=t d t ? ?=v v 0 0d 4d t t t v=2t 2 v=dx/dt=2t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2=t 3 /3+x 0 (SI) §1.5 圆周运动的角量描述角量与线量的关系一．选择题和填空题 1. (D) 2. (C) 3. 16R t 2 4rad /s 2 4. -c (b -ct )2/R 二．计算题 1. 解： ct b t S +==d /d v c t a t ==d /d v ()R ct b a n /2 += 根据题意： a t = a n 即 ()R ct b c /2 += 解得 c b c R t -=

§1.6 不同参考系中的速度和加速度变换定理简介一．选择题和填空题 1. (C) 2. (B) 3. (A) 4.0321=++v v v 二．计算题 1.解：选取如图所示的坐标系，以V 表示质点的对地速度，其x 、y 方向投影为： u gy u V x x +=+=αcos 2v ， αsin 2gy V y y = =v 当y =h 时，V 的大小为： () 2cos 2222 2 2αgh u gh u y x ++= +=V V V V 的方向与x 轴夹角为γ， u gh gh x y +==--ααγcos 2sin 2tg tg 1 1 V V 第2章牛顿定律 §2.3 牛顿运动定律的应用一．选择题和填空题 1. (C) 2. (C) 3. (E) 4. l/cos 2 θ 5. θcos /mg θ θ cos sin gl 二．计算题 1. 解：质量为M 的物块作圆周运动的向心力，由它与平台间的摩擦力f 和质量为m 的物块对它的拉力F 的合力提供．当M 物块有离心趋势时，f 和F 的方向相同，而当M 物块有向心运动趋势时，二者的方向相反．因M 物块相对于转台静止，故有 F + f max =M r max ω2 2分 F － f max =M r min ω2 2分 m 物块是静止的，因而 F = m g 1分又 f max =μs M g 1分故 2.372 max =+= ωμM Mg mg r s mm 2分 4.122 min =-=ωμM Mg mg r s mm 2分 γ v

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 )

大学物理作业答案(下)

65．如图所示，几种载流导线在平面内分布，电流均为I ，求：它们在O 点的磁感应强度。 1 R I B 80μ= 方向垂直纸面向外 2 R I R I B πμμ2200- = 方向垂直纸面向里 3 R I R I B 4200μπμ+ = 方向垂直纸面向外 66．一半径为R 的均匀带电无限长直圆筒，电荷面密度为σ，该筒以角速度ω绕其轴线匀速旋转。试求圆筒内部的磁感应强度。解：如图所示，圆筒旋转时相当于圆筒上具有同向的面电流密度i ， σωσωR R i =ππ=)2/(2 作矩形有向闭合环路如图中所示．从电流分布的对称性分析可知，在ab 上各点B 的大小和方向均相同，而且B 的方向平行于ab ，在bc 和fa 上各点B 的方向与线元垂直，在de , cd fe ,上各点0=B ．应用安培环路定理 ∑??=I l B 0d μ 可得 ab i ab B 0μ= σωμμR i B 00== 圆筒内部为均匀磁场，磁感强度的大小为σωμR B 0=，方向平行于轴线朝右．

67．在半径为R 的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r 的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为a （如图）。今在此导体内通以电流I ，电流在截面上均匀分布，求：空心部分轴线上O ' 点的磁感应强度的大小。解：) (22r R I J -= π 1012 1 r J B ?= μ 2022 1 r k J B ?-=μ j Ja O O k J r r J B B 021******** 21)(2 1 μμμ=?=-?= += r R Ia ) (22 2 0-= πμ 68．一无限长圆柱形铜导体,半径为R ,通以均匀分布的I 今取一矩形平面S （长为L ，宽为2R ），位置如图，求：通过该矩形平面的磁通量。

大学物理习题与作业答案

大学物理习题与作业答案集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

理想气体状态方程 5-1一容器内储有氧气，其压强为105 Pa ，温度为270 C ，求：（1）气体分子的数密度；（2）氧气的质量密度；（3）氧分子的质量；（4）分子间的平均距离（设分子均匀等距分布）。解：(1)nkT p =，32523 5 /m 1044.2) 27273(1038.11001.1?=+???==-kT p n (2)R M m T pV mol = ，335mol kg/m 30.1)27273(31.810321001.1=+????== =∴-RT pM V m ρ (3)n m O 2 =ρ ， kg 1033.510 44.230.126 25 2-?=?= = ∴n m O ρ (4)m 1045.31044.2119 325 3 -?=?==n d 5-2在容积为V 的容器中的气体，其压强为p 1，称得重量为G 1。然后放掉一部分气体，气体的压强降至p 2，再称得重量为G 2。问在压强p 3下，气体的质量密度多大解：设容器的质量为m ，即放气前容器中气体质量为m g G m -=1 1，放气后容器中气体质量为m g G m -= 2 2。由理想气体状态方程有 RT M m g G RT M m V p mol 1mol 11-==， RT M m g G RT M m V p mol 2 mol 22-==

上面两式相减得 V p p G G g M RT )()(1212mol -=-，)(1 21 2mol p p G G gV RT M --= 当压强为3p 时，1 21 2 33mol 3p p G G gV p RT p M V m --?=== ρ 压强、温度的微观意义 5-3将10-2kg 的氢气装在10-3m 2的容器中，压强为105Pa ，则氢分子的平均平动动能为多少解：RT M m pV mol = ，mR pV M T mol =∴ 5-4体积33m 10-=V ，压强Pa 105=p 的气体分子平均平动动能的总和为多少解：kT N t 2 3=∑ε，其中N 为总分子数。kT V N nkT p = = ，kT pV N = 5-5温度为0℃和100℃时理想气体分子的平均平动动能各为多少欲使分子的平均平动动能等于1eV ，气体的温度需多高（1eV=10-19J ）解：C 0?时，J 1065.52731038.12 32321230--=?=???==kT t ε C 100?时，J 1072.73731038.12 3 232123100--=?=???== kT t ε J 106.1eV 119-?= ，∴分子具有1eV 平均动能时，气体温度为能量均分、理想气体内能

《大学物理》习题和答案

《大学物理》习题和答案第9章热力学基础 1，选择题 2。对于物体的热力学过程，下面的陈述是正确的，即 [(A)的内能变化只取决于前两个和后两个状态。与所经历的过程无关(b)摩尔热容量的大小与物体所经历的过程无关 (C)，如果单位体积所含热量越多，其温度越高 (D)上述说法是不正确的 8。理想气体的状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式，那么方程 Vdp？pdV？MRdT代表[(M)(A)等温过程(b)等压过程(c)等压过程(d)任意过程 9。热力学第一定律表明 [] (A)系统对外界所做的功不能大于系统从外界吸收的热量(B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C)在这个过程中不可能有这样一个循环过程，外部对系统所做的功不等于从系统传递到外部的热量(d)热机的效率不等于1 13。一定量的理想气体从状态(p，V)开始，到达另一个状态(p，V)。一旦它被等温压缩到2VV，外部就开始工作；另一种是绝热压缩，即外部功w。比较这两个功值的大小是22 [] (a) a > w (b) a = w (c) a 14。1摩尔理想气体从初始状态(T1，p1，V1)等温压缩到体积V2，由外部对气体所做的功是[的](a)rt 1ln v2v(b)rt 1ln 1v1 v2(c)P1(v2？

V1(D)p2v 2？P1V1 20。两种具有相同物质含量的理想气体，一种是单原子分子气体，另一种是双原子分子气体，通过等静压从相同状态升压到两倍于原始压力。在这个过程中，两种气体[(A)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量，(b)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量是不同的，(c)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量是不同的，(d)从外部吸收相同量的热量和内部能量增量是相同的。这两个气缸充满相同的理想气体，并具有相同的初始状态。在等压过程之后，一个钢瓶内的气体压力增加了一倍，另一个钢瓶内的气体温度也增加了一倍。在这个过程中，这两种气体从[以外吸收的热量相同(A)不同(b)，前者吸收的热量更多(c)不同。后一种情况吸收更多热量(d)热量吸收量无法确定 25。这两个气缸充满相同的理想气体，并具有相同的初始状态。等温膨胀后，一个钢瓶的体积膨胀是原来的两倍，另一个钢瓶的气体压力降低到原来的一半。在其变化过程中，两种气体所做的外部功是[] (A)相同(b)不同，前者所做的功更大(c)不同。在后一种情况下，完成的工作量很大(d)完成的工作量无法确定 27。理想的单原子分子气体在273 K和1atm下占据22.4升的体积。将这种气体绝热压缩到16.8升需要做多少功？ [](a)330j(b)680j(c)719j(d)223j 28。一定量的理想气体分别经历等压、等压和绝热过程后，其内能从E1变为E2。在以上三个过程中，

大学物理学习辅导与大作业答案

大学物理学习辅导与大作业 Chap.4 真空中的静电场 50P 一、选择题 ○ 1C ○2C ○3B ○4D ○5D ○6B ○7B ○8A ○9C ○10B 二、填空题 ○1E 56i j =+ ， 20xoy xoy S L k E S =?Φ=?= 222(56)5yoz yoz S L i L i j i L =?Φ=+?= 222(56)6zox zox S L j L i j j L =?Φ=+?= ○ 2设∞处电势为0，则由于p 处电势为0 ∴Vq+Q V =0 ∴ 01 02 044q Q R R πεπε+ = 12 0Q q R R ∴ += ∴ 21Q q R R =- ∴21 2R Q q q R =-=- ○ 3 方法一：设无穷远处电势为0 内球1p 电势： 12 01 02 44R q q R πεπε+ 外球2p 电势： 1202 0244R q q R πεπε+ 内外球面的电势差为：11101 02 12 11( )444q q q R R R R πεπεπε-=- 方法二：r 处电场大小为 12 04q r πεR2 R1 P 内球q 在p 处激发的电势为 Vq=10 4R q πε 外球Q 在p 处激发的电势为V Q =02Q 4R πε P R2 R1 · r P

∴ΔU=2 211 12 00012 111 []()444R R R R q q q dr r r R R πεπεπε=-=-? ○4 如果为静电场由静电场的环路定理：0L E dl ?=? 1212000E L E L E E + -+=?= 与不均匀分布的直线相矛盾 ∴不是静电场 ○ 5薄板产生的电场为 0 2σ ε 方向|←→ 与原电场0E 相叠加,则板左侧电场为002E σε- ,板右侧电场为00 2E σε+ ○ 6方法一：设∞处电势为0，先答第二个空则912 0101 448.85100.05 A A Q U r πεπ--==??? 1000 180()48.850.05 V π==?? 01000 45()448.850.2 B B Q U V r πεπ= = =?? ∴ 135B A U U V -=- 若选A 点电势为0，由于A 、B 两点间的电势差仍为135V, ∴135B U V =-(第一个小空) 方法二：0.2 0.20.052 0.05 001 []13544B A r A B r Q Q U E dl dx V x x πεπε=?== -=?? 当选A 的电势为零，0,135A B AB U U U V ==-=- 若选∞处电势为零，0.22 0.20.2 001 []4544B Q Q U Edx dx V x x πεπε∞ ∞ ∞∞===-=?? ○ 7 0 022l rlE E r λλ πεπε=?= 00ln 22b AB a b U dr r a λλπεπε= =? 2E · · · 0 A B X B L

大学物理作业(一)答案

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 -==(S Ｉ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=(S Ｉ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

大学物理作业1

最新大学物理活页作业答案及解析((全套))

大物作业标准答案

大学物理作业(二)答案

大学物理习题及答案

大学物理大作业

大学物理 习题分析与解答

大学物理作业(1-5)

大学物理实验报告答案大全(实验数据)

大学物理-作业与答案

西工大大学物理 大作业参考答案-真空中的静电场2009

大学物理作业参考答案.docx

济南大学大学物理大作业完整答案

大学物理作业(一)答案

大学物理作业答案(下)

大学物理习题与作业答案

《大学物理》习题和答案

大学物理学习辅导与大作业答案

大学物理作业(一)答案

大学物理习题分析与解答

西工大大学物理大作业参考答案-真空中的静电场2009