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《大学物理简明教程》课后答案.doc

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优秀文档,精彩无限!《大学物理简明教程》课后答案习题111||与有无不同?和有无不同?和有无不同?其不同在哪里?试举例说明.解:(1)是位移的模,是位矢的模的增量,即,;(2)是速度的模,即.只是速度在径向上的分量.∵有(式中叫做单位矢),则式中就是速度径向上的分量,∴不同如题11图所示.题11图(3)表示加速度的模,即,是加速度在切向上的分量.∵有表轨道节线方向单位矢),所以式中就是加速度的切向分量.(的运算较复杂,超出教材规定,故不予讨论)15质点沿轴运动,其加速度和位置的关系为=2+6,的单位为,的单位为m.质点在=0处。

速度为10,试求质点在任何坐标处的速度值.解:∵分离变量:两边积分得由题知,时,,∴∴17一质点沿半径为1m的圆周运动,运动方程为=2+3,式中以弧度计,以秒计,求:(1)=2s时,质点的切向和法向加速度;(2)当加速度的方向和半径成45角时,其角位移是多少?解:(1)时,(2)当加速度方向与半径成角时,有即亦即则解得于是角位移为习题223质点在流体中作直线运动,受与速度成正比的阻力(为常数)作用,=0时质点的速度为,证明(1)时刻的速度为=;(2)由0到的时间内经过的距离为=()[1];(3)停止运动前经过的距离为。

(4)证明当时速度减至的,式中m为质点的质量.答:(1)∵分离变量,得即∴(2)(3)质点停止运动时速度为零,即t→∞,故有(4)当t=时,其速度为即速度减至的.26一颗子弹由枪口射出时速率为,当子弹在枪筒内被加速时,它所受的合力为F=()N(为常数),其中以秒为单位:(1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零,试计算子弹走完枪筒全长所需时间;(2)求子弹所受的冲量.(3)求子弹的质量.解:(1)由题意,子弹到枪口时,有,得(2)子弹所受的冲量将代入,得(3)由动量定理可求得子弹的质量27设.(1)当一质点从原点运动到时。

求所作的功.(2)如果质点到处时需0.6s,试求平均功率.(3)如果质点的质量为1kg,试求动能的变化.解:(1)由题知,为恒力,∴(2)(3)由动能定理,28如题218图所示,一物体质量为2kg,以初速度=3ms1从斜面点处下滑,它与斜面的摩擦力为8N,到达点后压缩弹簧20cm后停止,然后又被弹回,求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.解:取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点,弹簧原长处为弹性势能零点。则由功能原理,有式中,,再代入有关数据,解得题28图再次运用功能原理,求木块弹回的高度代入有关数据,得,则木块弹回高度215如题215图所示。

一匀质细杆质量为,长为,可绕过一端的水平轴自由转动,杆于水平位置由静止开始摆下.求:(1)初始时刻的角加速度;(2)杆转过角时的角速度.解:(1)由转动定律,有∴(2)由机械能守恒定律,有∴题215图习题337试说明下列各量的物理意义.(1)(2)(3)(4)(5)(6)解:()在平衡态下,分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为T.()在平衡态下,分子平均平动动能均为.()在平衡态下,自由度为的分子平均总能量均为.()由质量为,摩尔质量为,自由度为的分子组成的系统的内能为.(5)摩尔自由度为的分子组成的系统内能为。

(6)摩尔自由度为的分子组成的系统的内能,或者说热力学体系内,1摩尔分子的平均平动动能之总和为.3111mol氢气,在温度为27℃时,它的平动动能、转动动能和内能各是多少?解:理想气体分子的能量平动动能转动动能内能习题446如题46图所示,一系统由状态沿到达状态b的过程中,有350J热量传入系统,而系统作功126J.(1)若沿时,系统作功42J,问有多少热量传入系统?(2)若系统由状态沿曲线返回状态时,外界对系统作功为84J,试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?题46图解:由过程可求出态和态的内能之差过程,系统作功系统吸收热量过程。

外界对系统作功系统放热471mol单原子理想气体从300K加热到350K,问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外作了多少功?(1)体积保持不变;(2)压力保持不变.解:(1)等体过程由热力学第一定律得吸热对外作功(2)等压过程吸热内能增加对外作功480.01m3氮气在温度为300K时,由0.1MPa(即1atm)压缩到10MPa.试分别求氮气经等温及绝热压缩后的(1)体积;(2)温度;(3)各过程对外所作的功.解:(1)等温压缩由求得体积对外作功(2)绝热压缩由绝热方程由绝热方程得热力学第一定律。

所以,410一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作,试计算(1)热机效率;(2)若低温热源不变,要使热机效率提高到80%,则高温热源温度需提高多少?(3)若高温热源不变,要使热机效率提高到80%,则低温热源温度需降低多少?解:(1)卡诺热机效率(2)低温热源温度不变时,若要求K,高温热源温度需提高(3)高温热源温度不变时,若要求K,低温热源温度需降低习题881质量为的小球与轻弹簧组成的系统,按的规律作谐振动,求:(1)振动的周期、振幅和初位相及速度与加速度的最大值;(2)最大的回复力、振动能量、平均动能和平均势能。

在哪些位置上动能与势能相等?(3)与两个时刻的位相差;解:(1)设谐振动的标准方程为,则知:又(2)当时,有,即∴(3)83一质量为的物体作谐振动,振幅为,周期为,当时位移为.求:(1)时,物体所在的位置及此时所受力的大小和方向;(2)由起始位置运动到处所需的最短时间;(3)在处物体的总能量.解:由题已知∴又,时,故振动方程为(1)将代入得方向指向坐标原点,即沿轴负向.(2)由题知,时,,时∴(3)由于谐振动中能量守恒,故在任一位置处或任一时刻的系统的总能量均为85图为两个谐振动的曲线。

试分别写出其谐振动方程.题48图解:由题48图(a),∵时,即故由题48图(b)∵时,时,又∴故86有两个同方向、同频率的简谐振动,其合成振动的振幅为,位相与第一振动的位相差为,已知第一振动的振幅为,求第二个振动的振幅以及第一、第二两振动的位相差.题411图解:由题意可做出旋转矢量图如下.由图知∴设角,则即即,这说明,与间夹角为,即二振动的位相差为.习题995沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为=0.05cos(10),式中,以米计,以秒计.求:(1)波的波速、频率和波长;(2)绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度。

(3)求=0.2m处质点在=1s时的位相,它是原点在哪一时刻的位相?这一位相所代表的运动状态在=1.25s时刻到达哪一点?解:(1)将题给方程与标准式相比,得振幅,频率,波长,波速.(2)绳上各点的最大振速,最大加速度分别为(3)m处的振动比原点落后的时间为故,时的位相就是原点(),在时的位相,即π.设这一位相所代表的运动状态在s时刻到达点,则98如题98图所示,设点发出的平面横波沿方向传播,它在点的振动方程为;点发出的平面横波沿方向传播,它在点的振动方程为,本题中以m计,以s计.设=0.4m,=0.5m,波速=0.2ms1,求:(1)两波传到P点时的位相差。

(2)当这两列波的振动方向相同时,处合振动的振幅;*(3)当这两列波的振动方向互相垂直时,处合振动的振幅.解:(1)题519图(2)点是相长干涉,且振动方向相同,所以(3)若两振动方向垂直,又两分振动位相差为,这时合振动轨迹是通过Ⅱ,Ⅳ象限的直线,所以合振幅为99一驻波方程为=0.02cos20cos750(SI),求:(1)形成此驻波的两列行波的振幅和波速;(2)相邻两波节间距离.解:(1)取驻波方程为故知,则,∴(2)∵所以相邻两波节间距离911汽车驶过车站时,车站上的观测者测得汽笛声频率由1200Hz变到了1000Hz。

设空气中声速为330ms1,求汽车的速率.解:设汽车的速度为,汽车在驶近车站时,车站收到的频率为汽车驶离车站时,车站收到的频率为联立以上两式,得:优质文档,精彩无限!

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