大学物理答案吴百诗.docx
- 文档编号:9806161
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:27
- 大小:23.41KB
大学物理答案吴百诗.docx
《大学物理答案吴百诗.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理答案吴百诗.docx(27页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
大学物理答案吴百诗
大学物理答案吴百诗
【篇一:
大学物理吴百诗部分习题答案】
b
(2)d(3)b(6)a
?
0i2a?
ni?
nihd1
(2ln3?
1)(2007.2(1(5)18a27a39a3aln
2?
r?
2?
d2
7.3解:
ab在x处的磁感强度为b1?
?
0i?
0ia
co?
s1?
221/2
2?
r2?
r(a?
r)
由于对称性,正方形线圈在垂直于x轴方向的总磁感强度为0,故
2?
0ia2
b?
4b1x?
4b1cos?
?
22221/2
?
(a?
x)(2a?
x)
7.4解:
b?
?
0i
4?
rcos60?
(?
cos30?
?
1?
1?
cos120?
)?
?
0i
6r
?
?
0i2?
1
(?
)2r?
3
?
0iri?
r2
7.9解:
r?
r1时,b?
2?
r?
?
0b?
22
2?
r1?
r1
r1?
r?
r2时,b?
2?
r?
?
0ib?
?
0i
2?
r
?
0i(r32?
r2)i?
(r2?
r12)
r2?
r?
r3时,b?
2?
r?
?
0[i?
]b?
2222
2?
(r3?
r2)r?
(r3?
r2)
r?
r3时,b?
2?
r?
?
0(i?
i)b?
07.14解:
ba边所受到的安培力大小为f1?
?
0i1i2a
2?
(b?
3
a)6
i1
a
ac边所受到的安培力大小为
?
0i1i2
f2?
2?
cos30?
?
ab?
a
2b?
b?
dx?
0i1i2?
ln
ax3?
b?
2a
ac和cb的合力沿着x方向
f2x?
f3x?
f2cos60?
?
?
0i1i2ln
a23?
b?
23
b?
a
线圈所受的合力为
f?
f2x?
f3x?
f1?
?
0i1i223
(ln?
a2?
b?
2b?
a
ab?
a6
)
第八章
8.1
(1)bac
(2)c(3)a(4)acaa8.2
(1)0
14bb?
l2高
(2)vbd2?
d
8.3解:
ab棒的感应电动势为
?
?
?
?
i?
?
v?
b?
dl
?
?
l?
l0
l0
vbdx?
?
0ivl?
ldx?
0ivl?
l0
?
ln?
l2?
x2?
l0
00
8.4解:
(1)金属杆运动后产生感应电流,受到安培力的大小为
b2l2v
f?
r
由牛顿第二定律
b2l2vdv
?
m?
rdt
求解可得v?
v0e
(2)感应电流为
?
b2l2t
mr
blvblv0?
i?
?
e
rr
(3)回路中的焦耳热为q?
b2l2t
mr
?
?
i2rdt?
12mv02
8.6解:
感应电动势为
?
i?
?
vbdl
l
i
?
?
?
l
l
?
0i
2?
(a?
lcos?
)
dl
?
?
0i?
a?
lcos?
(lcos?
?
aln)
a2?
cos2?
第十一章
11.1
(1)b
(2)b(3)c(4)d(5)bdae(6)c11.2
(1)不变不变增大4倍增大2倍增大2倍
(2)1
2
merm
(3)?
?
2?
02
mmre
2v2?
v12
(5)x2?
acos(?
t?
?
?
)(6)22
2x1?
x2
?
11.7解:
a?
x2?
v2/?
2?
?
va?
x
2
2
?
24?
36
rad/s?
3rad/s
(1)周期为t?
2?
/?
?
2.09s
(2)x?
11.21解a?
a2?
v2/?
2?
9.17cm
2
a12?
a2?
2a1a2cos?
?
?
25?
36cm?
7.81cm
?
?
a1sin?
1?
a2sin?
2
?
1.48rad
a1cos?
1?
a2cos?
2
11.23略第十二章
12.1
(1)d
(2)c(3)a(4)ac
12.2
(1)ab/c2?
/b2?
/ccd
(2)
7
m(3)7.58?
105m30
(4)(a)y?
acos[?
(t?
x/u)?
?
](b)y?
acos[?
(t?
x/u)?
?
](c)y?
acos[?
(t?
(5)?
x?
lx?
l
)?
?
](c)y?
acos[?
(t?
)?
?
]uu
3
?
2
?
1
12.4解:
(1)由题意,?
?
10?
rad/sk?
0.6m
波长为?
?
2?
/k?
10?
/3m频率为?
?
?
/2?
?
5hz
波速为u?
?
/k?
10?
/0.6?
50?
/3rad/s周期为t?
1/?
?
0.2s
(2)x?
0时,波函数给出原点的振动方程。
12.8
(1)以波源为原点的波函数为y?
6.0?
10
?
2
cos
?
x(t?
)52(t?
3)
x?
6.0时,振动方程为y?
6.0?
10
?
2
cos
?
5
(3)该点与波源的相位差为?
?
?
?
0.6?
第十三章
13.1
(1)b
(2)a(3)d(4)b13.2
(1)波动横波
(2)1.2mm3.6mm13.6?
?
d?
x0.6mm?
2.27mm
?
?
545nmd2.5m
13.11?
?
?
2na
?
1.0?
10?
4rad
13.27解:
(1)(a?
b)sin?
2?
2?
,解得a?
b?
(2)第四级缺级,k?
4?
k?
?
1时,a?
2?
?
6?
m
sin?
2
a?
b
k?
,则0?
k?
?
4a
6
?
m?
1.5?
m412
?
m?
3?
m,可知2级缺级,与题意矛盾k?
?
2时,a?
418
?
m?
4.5?
m。
k?
?
3时,a?
4
(3)kmax?
(a?
b)/?
?
10
4的倍数都缺级,所以能看到的级数为0,?
1,?
2,?
3,?
5,?
6,?
7,?
9,?
10
【篇二:
《大物》下(吴百诗)作业答案】
>7.4解:
a=曲线下面积=(p1+p2)(v2-v1)/2
2
ab等容过程吸热
qab?
?
cv(tb?
ta),pa/ta?
pb/tb,tb?
2ta
?
?
1
bc绝热过程qbc?
0,pbca等压过程放热
tb
?
?
?
pctc,tc?
tb/2
?
?
1?
?
?
qca?
?
cp(ta?
tc)
?
?
qab?
qca
qab
7.10解:
ab过程吸热q1=vrt1inv2/v1
bc过程放热q2=vcv(t2-t1)cd过程放热q3=vrt2inv1/v2da过程吸热q4=vcv(t1-t2)
8.1相同、相同、相同、不一定;8.2a;8.3b;8.4解:
n=n/v=p/kt=2.44*10/m
3
25
3
d?
/n?
3.45?
10?
9m
?
22
8.6理想气体分子速率大于最概然速率的概率
理想气体分子平均平动动能8.76;8.8b;
(1)pv?
vrt,p/?
?
rt/m
v2?
rt/m?
p/?
?
494m/s
8.9解:
(2)m?
3rt/(494)2?
28?
10?
3kg/mol,n2(3)?
k?
3kt/2?
3.7?
10?
21j(4)n?
p/kt,ek?
nk?
1.5?
103j(5)e?
m5
rt?
1.7?
103jm2
co
vp?
8.10解:
2rt
mh2?
mo2,vph2?
vpo2,vph2?
2000m/sm
2rt
vph2?
?
yv?
=-0.05*100sin(100t-10)故vm=0.05*100=5m/s
?
t
?
v
各质点加速度方程为:
?
t2
-1
=-0.05*100*100cos(100t-2x)
(3)将t=1.0s代入波动方程,得此时各质点的位移为:
波形图为:
由题意可知波沿ox轴负方向传播,并可判断原点处质点将沿oy轴的负方向运动,由旋转矢量法可知初
a=
-1
a1?
a2?
2a1a2cos3?
=a1?
a2
22
(1)a的左侧
13.1d13.2b,c
13.3频率相同,光矢量振动方向相同,相位差恒定,分振幅法,分波阵面法
-2
-1
s
?
3.33?
10?
7j/m?
3c122
(2)?
w?
(?
0e?
?
0h)0e?
0h
2
13.4解:
(1)?
s?
wc,?
w?
?
w?
?
0ew?
?
0h
2
2
e?
w
?
0
?
194v/mb?
?
0w?
6.47?
10?
7t
-4
-4
-4
?
2
?
2k?
?
2
(k=1,2,3,…)
4nd2k?
1
?
2
?
(2k?
1)?
?
2
4nd
2k
13.11解:
在牛顿环实验装置中满足r=r+(r-e)
∵r?
e∴2e=r/r
2
2
2
2
13.18b13.19b13.20波动横13.2160o
13.22解:
(1)设此时的入射角为i,折射角为r,由布儒斯特定律可知i+r=90o
∴i=90o-r=90o-32o=58o
(2)设此种玻璃的折射率为n则有tani=n∴n=tan58o=1.60
13.23解:
(1)光强为i0的自然光通过m后光强为i0/2
2
2
2
2
2
///
/
/
-9
-9
-3
?
x?
v?
tv?
()2
c
?
270m
?
x?
v?
tv?
()2
c
?
?
2.25?
10m
9
?
t?
?
t?
v?
x/c2
v?
()2
c
?
12.5s
v?
()2
c
?
x?
v?
t?
x?
?
1.34?
109m
v?
()2
c
?
t?
?
t?
v?
x/c2
v?
c/3
a1?
mc2?
m0c2?
(
14.10解:
1v?
()2
c1?
(
?
1)m0c2?
0.005m0c2,
1?
(
0.89c2
)c
v?
0.1c
a1?
m2c2?
m1c2?
(
0.99c2
)c
?
)m0c2?
4.9m0c2
?
?
?
2
h?
ccsin2?
1.2?
10?
12m,?
?
?
?
?
?
2.3?
1016hzm0c2?
0?
?
?
?
0
15.5解:
?
e?
h?
?
?
?
95.3ev
ek?
95.3ev
15.6d;15.7b;15.8c;
15.9解:
1.038*10-9;
2
15.15解:
l=2,2(l+1)=10,ml?
0,?
1,?
2,ms?
?
2
12
【篇三:
大学物理(吴百诗)习题答案3运动守恒定律】
1质量m=10kg的物体在力fx=30+4tn的作用下沿x轴运动,试求
(1)在开始2s内此力的冲量i;
(2)
(2)it?
?
f
0t
2
x
dt?
?
(30?
4t)dt?
68n?
s
0t
2
?
fxdt?
?
(30?
4t)dt?
30t?
2t
2
?
300,t?
6.86s
11
(i?
mv1)?
(300?
10?
10)?
20m/sm10
3-2质量m=1kg的物体沿x轴运动,所受的力如图3-2所示。
t=0时,质点静止在坐标原点,试用牛顿定律
和动量定理分别求解t=7s时此质点的速度。
?
2t0?
t?
5解:
(1)f?
?
?
?
5t?
355?
t?
7
(3)i?
p2?
p1?
mv2?
mv1,t?
6.86s,i?
300n?
s,v2?
v15dv25
?
2t,mdv?
2tdt,v1?
?
25(m/s)
00mdt
v27dv
5?
t?
7,m?
?
5t?
35,mdv?
(?
5t?
35)dt,
v15dt
0?
t?
5,m
?
?
?
?
v2?
35(m/s)
(2)i?
?
7
1
fdt?
(7?
10)?
35(n?
s),i?
mv2?
mv1?
mv2,v2?
35(m/s)
2
动量守恒定律
3-3两球质量分别为m1=3.0g,m2=5.0g,在光滑的水平桌面上运动,用直角坐标xoy描述运动,两者速度
?
?
?
?
?
?
分别为v1?
8icm/s,v2?
(8i?
16j)cm/s,若碰撞后两球合为一体,则碰撞后两球速度v的大小为多少?
与x轴的夹角为多少?
?
?
?
?
?
?
?
?
解:
系统动量守恒(m1?
m2)v?
m1v1?
m2v2?
64i?
80j,v?
8i?
10j
10?
v?
v?
82?
102?
12.8cm/s,与x轴夹角?
?
arctan?
51.3?
8
3-4如图3-4所示,质量为m的1/4圆弧滑槽停在光滑的水平面上,一个质量为m的小物体自圆弧顶点由
静止下滑。
求当小物体滑到底时,圆弧滑槽在水平面上移动的距离。
解:
系统在水平方向动量守恒mv?
m(?
v)?
0,mv?
mv
两边对整个下落过程积分mvdt?
mvdt
t
t
?
?
令s和s分别为m和m在水平方向的移动距离,则
s?
?
t
vdt,s?
vdt,ms?
ms。
又s?
r?
s,所以s?
?
t
m
r
m?
m
另解:
m相对于m在水平方向的速度v?
?
v?
v?
m?
m
v。
对整个下落过程积分m
?
t
v?
dt?
m?
mm
?
t
vdt,r?
mm?
m
s,m在水平方向的移动距离s?
r?
s?
rmm?
m
8
质心质心运动定律
3-5求半径为r的半圆形匀质薄板的质心(如图3-3所示)。
2m解:
设薄板质量为m,面密度为?
?
。
由质量分布对称性知,质心在x轴上。
2
?
r
在距o点为x的地方取一宽度为dx细长条,对应的质量
dm?
2?
r2?
x2dx,由质心定义
xc
?
?
r
xdmm
2?
?
m
?
r
4r
xr?
xdx?
3?
2
2
3-6一根长为l,质量均匀的软绳,挂在一半径很小的光滑钉子上,如图3-6所示。
开始时,bc=b,试用
质心的方法证明当bc=2l/3时,绳的加速度为a=g/3,速率为v?
解:
由软绳在运动方向的受力和牛顿定律
2g22
(?
l?
bl?
b2)。
l9
?
g[y?
(l?
y)]?
?
la,a?
2y?
l1
g,a2?
g
y?
l3l3
2y?
ldvdvdydv,a?
g?
?
?
v
ldtdydtdyv?
2g?
222?
?
?
l?
bl?
b?
l?
9?
?
g
vdv?
0l
v
?
2
l3
b
(2y?
l)dy
另解(用质心)
(l?
b)?
当bc?
b时,链系的质心为yc?
l?
bb
?
b?
22?
l?
2lb?
2bm2l
25
?
?
l当bc?
l时,链系的质心为yc
318
又重力的功等于物体动能的增量
2g?
2212?
?
?
yc),v?
?
?
yc)?
mv2,v2?
2g(ycmg(yc?
?
l?
bl?
b?
l?
92?
角动量(动量矩)及其守恒定律
3-7已知质量为m的人造卫星在半径为r的圆轨道上运行,其角动量大小为l,求它的动能、势能和总能
mm
量。
(引力势能ep?
?
g12,g为万有引力常数)
r
l1l22
解:
l?
rmv,v?
,ek?
mv?
22mr2mr
mmemmemmev2l2e2
设地球质量me,ep?
?
g,由牛顿定律g2?
m,g?
mv,ep?
?
2
rrmrrr
9
l2l2l2
?
e?
ek?
ep?
?
?
?
2mr2mr22mr2
?
?
?
3-8质量为m的质点在xoy平面内运动,其位置矢量为r?
acos?
ti?
bsin?
tj,其中a、b、?
为常量,
求
(1)质点动量的大小;
(2)质点相对于原点的角动量。
?
?
?
?
dr
解:
(1)v?
?
?
a?
sin?
ti?
b?
cos?
tj
dt
?
?
?
?
?
p?
mv?
m?
(?
asin?
ti?
bco?
stj),p?
p?
m?
a2sin2?
t?
b2cos?
t
?
?
?
?
?
?
?
?
(2)l?
r?
p?
(acos?
ti?
bsin?
tj)?
m?
(?
asin?
ti?
bcos?
tj)?
abm?
k
3-9质量均为m的两个小球a和b固定在长为l的刚性轻质细杆的两端,杆可在水平面上绕o点轴自由转
?
动,杆原来静止。
现有一个质量也为m的小球c,垂直于杆以水平速度vo与b球碰撞(如图3-9所示),并粘在一起。
求
(1)碰撞前c球相对于o的角动量的大小和方向;
(2)碰撞后杆转动角速度。
?
?
3?
解:
(1)l?
r?
mv0方向垂直纸面向下。
l?
rmv0?
lmv0m
4?
v0
(2)系统对o点的角动量守恒。
设碰撞后杆的角速度为?
,则
m
12v033311
lm0v?
l?
(2m)?
(l?
)?
l?
m?
(l?
),?
?
4444419l
功和动能定理
3-10一人从10m深的井中提水,已知水桶与水共重10kg,求
(1)匀速上提时,人所作的功;
(2)以a=0.1m/s2
匀加速上提时,人所作的功;(3)若水桶匀速上提过程中,水以0.2kg/m的速率漏水,则人所作的功为多少?
解:
(1)f?
mg?
0,f?
mg,a?
?
10
fdy?
?
10
mgdy?
980j
(2)f?
mg?
ma,f?
m(g?
a),a?
?
10
fdy?
?
10
m(g?
a)dy?
990j
(3)f?
(m?
0.2y)g?
0,f?
(m?
0.2y)g,a?
?
10
fdy?
?
10
g(m?
0.2y)dy?
882j
3-11质量m=6kg的物体,在力fx=3+4xn的作用下,自静止开始沿x轴运动了3m,若不计摩擦,求
(1)
力fx所作的功;
(2)此时物体的速度;(3)此时物体的加速度。
解:
(1)a?
?
3
fxdx?
?
(3?
4x)dx?
27j
3
(2)由动能定理a?
2a131212
?
3m/smv2?
mv1?
mv2,v2?
m222
(3)由牛顿定律ax?
fx3?
4?
3
?
?
2.5m/s2m6
3-12质量为m的物体自静止出发沿x轴运动,设所受外力为fx=bt,b为常量,求在ts内此力所作的功。
tvdvbt2bt2
解:
由牛顿定律f?
bt?
m,btdt?
mdv,v?
,t?
t时,v?
002m2mdt
111b2t4222
由动能定理a?
mv?
mv0?
mv?
2228m
?
?
10
bt2
另解:
dx?
vdt?
dt,a?
fxdx?
2m
?
?
t
bt2b2t4
btdt?
2m8m
保守力的功和势能
3-13质量为m的小球系在长为l的轻绳一端,绳的另一端固定,把小球拉至水平位置,从静止释放,如图为多少?
(2)在此过程中,小球势能的增量为多少?
并与
(1)的结果比较;(3)利用动能定理求小球下摆?
角时的速率。
?
?
?
?
?
解:
(1)t?
dr,at?
t?
dr?
0,张力t对小球不做功。
?
?
?
?
?
?
?
?
af?
(t?
mg)?
dr?
mg?
dr?
?
mgj?
(dxi?
dyj)y2
?
?
mgdy?
mglsin?
?
?
?
?
3-13所示,当小球下摆?
角时,
(1)绳中张力t对小球做功吗?
合外力f?
t?
mg对小球所做的功
?
?
?
?
?
y1
(2)?
ep?
mg(y2?
y1)?
?
mglsin?
,可见重力的功等于小球势能增量的负值。
12
mv,v?
2glsin?
2
3-14质量为m的质点沿x轴正方向运动,它受到两个力的作用,一个力是指向原点、大小为b的常力,
另一个力沿x轴正方向、大小为a/x2,a、b为常数。
(1)试确定质点的平衡位置;
(2)求当质点从平衡位置运动到任意位置x处时两力各做的功,并判断两力是否为保守力;(3)以平衡位置为势能零点,求任意位置处质点的势能。
(3)由动能定理mglsin?
?
解:
(1)f?
a
?
b,f?
0时,x0?
2xab
(2)a1?
?
xx0
f1dx?
?
xx0
a11dx?
a(?
),a2?
x2x0x
?
xx0
f2dx?
?
xx0
?
bdx?
b(x0?
x)
a1、a2只与始末位置有关,即两力均为保守力。
(3)ep?
?
x0x
fdx?
?
x0x
(
a11a
?
b)dx?
a(?
)?
b(x?
x)?
?
bx?
2ab0x2xx0x
功能原理和机械能守恒
3-15如图3-15所示,一质量为m’的物块放置在斜面的最底端a处,斜面的倾角为?
,高度为h,物
?
块与斜面的动摩擦因数为?
,今有一质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入物块并留在其中,且
使物块沿斜面向上滑动,求物块滑出顶端时的速度大小。
解:
以物块和子弹为研究对象,碰撞前后系统沿平行斜面方向动量守恒
子弹射入物块后的速度大小为v1,则
?
mv0cos?
mv0cos?
?
(m?
m?
)v1,v1?
m?
m?
取斜面底部为势能零点,物块滑出顶端时的速度大小为v2,由功能定理
h112
?
(m?
m?
)gcos?
?
(m?
m?
)v12?
(m?
m?
)v2?
(m?
m?
)gh
sin?
22
图3.15
11
?
mvcos?
?
?
v2?
?
0?
?
2gh(?
cot?
?
1)
?
m?
m?
?
3-16劲度系数为k的轻质弹簧,一端固定在墙上,另一端系一质量为ma的物体a,放在光滑水平面上,
当把弹簧压缩x。
后,再靠着a放一质量为mb的物体b,如图3-16所示。
开始时,由于外力的作用系统处于静止状态,若撤去外力,试求a与b离开时b运动的速度和a能到达的最大距离。
解:
(1)弹簧到达原长时a开始减速,a、b分离。
设此时速度大小为v,由机械能守恒
图
3-16
2
k121
kx0?
(ma?
mb)v2,v?
x0
ma?
mb22
(2)a、b分离后,a继续向右移动到最大距离xm处,则
mama112
?
x0,xm?
vmav2?
kxm
km?
m22ab
3-17如图3-17所示,天文观测台有一半径为r的半球形屋面,有一冰块从光滑屋面的最高点由静止沿屋
面滑下,若摩擦力略去不计。
求此冰块离开屋面的位置以及在该位置的速度。
解:
由机械能守恒mgr(1?
sin?
)?
冰块离开屋面时,由牛顿定律
12
mv,v2?
2gr(1?
sin?
)2
22v2
mgsin?
?
m,?
sin?
?
,?
?
arcsin?
41.8?
r33v?
gr(1?
sin)?
2
gr3
图3.17
碰撞
3-18一质量为m0以速率v0运动的粒子,碰到一质量为2m0的静止粒子。
结果,质量为m0的粒子偏转了
450,并具有末速v0/2。
求质量为2m0的粒子偏转后的速率和方向。
解:
v0y
?
mv?
mcos45?
?
2mvcos?
0000?
v0?
2
碰撞前后动量守恒?
m0?
m
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 答案 吴百诗
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)