大学物理基础课后答案.docx
- 文档编号:26146806
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:22.21KB
大学物理基础课后答案.docx
《大学物理基础课后答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理基础课后答案.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
大学物理基础课后答案
大学物理基础课后答案
【篇一:
大学物理下册课后习题答案】
xt>习题八
8-1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:
如题8-1图示
(1)以a处点电荷为研究对象,由力平衡知:
q?
为负电荷
解得q?
?
?
qq?
(2
a)3
q3
(2)与三角形边长无关.
题8-1图题8-2图
8-2两小球的质量都是m,都用长为l的细绳挂在同一点,它们带有相同电量,静止时两线夹角为2?
如题8-2图所示.设小球的半径和线的质量都可以忽略不计,求每个小球所带的电量.?
解:
如题8-2图示
tcos?
?
mg?
?
q2?
tsin?
?
f?
1
e
解得q?
2lsin?
40mgtan
8-3根据点电荷场强公式e?
q4?
?
0r2
,当被考察的场点距源点电荷很近(r→0)时,则场强
→∞,这是没有物理意义的,对此应如何理解?
?
解:
e?
?
?
r0仅对点电荷成立,当r?
0时,带电体不能再视为点电荷,再用上式求
场强是错误的,实际带电体有一定形状大小,考虑电荷在带电体上的分布求出的场强不会是无限大.
8-4在真空中有a,b两平行板,相对距离为d,板面积为s,其带电量分别为+q和-q.则这两板之间有相互作用力f,有人说f=
q24?
?
0d2
又有人说,因为f=qe,e?
q
,所?
0s
q2
以f=.试问这两种说法对吗?
为什么?
f到底应等于多少?
?
?
0s
解:
题中的两种说法均不对.第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的,第二种说法把合场强e?
q
看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的.正确解答应为一个?
0s
q
q
q2?
板的电场为e?
,另一板受它的作用力f?
q,这是两板间相互作用2?
0s2?
0s2?
0s
的电场力.
8-5一电偶极子的电矩为p?
ql,场点到偶极子中心o点的距离为r,矢量r与l的夹角为且r?
?
l.试证p点的场强e在r方向上的分量er和垂直于r的分量e?
分?
(见题8-5图),别为
?
?
?
?
pcos?
psin?
e,=?
33
2?
?
0r4?
?
0r?
?
?
证:
如题8-5所示,将p分解为与r平行的分量psin?
和垂直于r的分量psin?
.∵r?
?
l∴场点p在r方向场强分量
pcos?
er?
3
垂直于r方向,即?
方向场强分量
psin?
e0?
3
er=
题8-5图题8-6图
-1
(1)在带电直线上取线元dx,其上电量dq在p点产生场强为
dep?
1?
dx
2
l
?
2dx
ep?
?
dep?
l
a?
a?
22
?
?
l
用l?
15cm,?
?
5.0?
10
?
9
c?
m?
1,a?
12.5cm代入得
ep?
6.74?
102n?
c?
1方向水平向右
(2)同理?
de1?
dx
方向如题8-6图所示0x?
d2
由于对称性?
l
de?
0,即e?
qxq只有y分量,
∵de?
1?
dxd2qy
0x?
d22
x2
?
d
2
2
lexqy?
?
de?
d2?
2l
qy
2
?
d2
(x2?
d22)
2
?
?
l
0l?
4d
22
以?
?
5.0?
10
?
9
c?
cm?
1,l?
15cm,d2?
5cm代入得eq?
eqy
?
14.96?
102n?
c?
1,方向沿y轴正向
8-7一个半径为r的均匀带电半圆环,电荷线密度为?
求环心处o点的场强.解:
如8-7图在圆上取dl?
rd?
题8-7图
dq?
?
dl?
r?
d?
,它在o点产生场强大小为
2
方向沿半径向外0则dex?
desin?
?
?
0r
dey?
decos(
?
?
?
)?
?
?
0r
积分e?
?
x?
?
0r∴e?
e?
?
0r
8-8均匀带电的细线弯成正方形,边长为l,总电量为q.
(1)求这正方形轴线上离中心为r处的场强e;
(2)证明:
在r?
?
l处,它相当于点电荷q产生的场强e.?
?
q
解:
如8-8图示,正方形一条边上电荷在p点产生物强dep方向如图,大小为
4
?
?
cos?
1?
cos?
2?
dep?
2l
4l∵cos?
1?
2lr2?
2
?
l
∴dep?
22ll
42
?
dep在垂直于平面上的分量de?
?
depcos?
?
lr
∴de?
?
222lll
424
题8-8图
由于对称性,p点场强沿op方向,大小为
ep?
4?
de?
?
4?
lr
ll)r2?
42
2
2
∵?
?
∴ep?
q4l
2
qr
ll)r2?
42
2
方向沿
8-9
(1)点电荷q位于一边长为a的立方体中心,试求在该点电荷电场中穿过立方体的一个
面的电通量;
(2)如果该场源点电荷移动到该立方体的一个顶点上,这时穿过立方体各面的电通量是多少?
*(3)如题8-9(3)图所示,在点电荷q的电场中取半径为r的圆平面.q在该平面轴线上的a点处,求:
通过圆平面的电通量.(?
?
arctan
?
?
q
解:
(1)由高斯定理e?
ds?
s
r
)?
x
?
0
立方体六个面,当q在立方体中心时,每个面上电通量相等
∴各面电通量?
e?
q
.6?
0
(2)电荷在顶点时,将立方体延伸为边长2a的立方体,使q处于边长2a的立方体中心,则边长2a的正方形上电通量?
e?
q6?
0
q
,24?
0
对于边长a的正方形,如果它不包含q所在的顶点,则?
e?
如果它包含q所在顶点则?
e?
0.
如题8-9(a)图所示.题8-9(3)图
题8-9(a)图题8-9(b)图题8-9(c)图
(3)∵通过半径为r的圆平面的电通量等于通过半径为r?
x的球冠面的电通量,球冠面积*
2
2
∴?
?
xr?
x
2
2
]x
]
q0
s
?
?
q
[1?
2?
0
r?
x
22
*关于球冠面积的计算:
见题8-9(c)图
?
?
5
2
-3
s
?
当r?
5cm时,?
q?
0,e?
0
?
0
?
q
?
0
r?
8cm时,?
q?
p
)(r?
r内
3
r?
r内
4?
1?
3.48?
10n?
c∴e?
,方向沿半径向外.2
)(r外?
r内r?
12cm时,?
q?
?
3
?
?
?
【篇二:
大学物理基础习题集】
class=txt>涵盖内容:
本练习卷所含内容为质点运动学和质点动力学两章,考察了比较基础简单的应用,也适用于高中学生
一、单选题
1.沿直线运动的物体,其速度大小与时间成反比,则其加速度大小与速度大小的关系是a.与速度大小的平方成正比c.与速度大小成反比
b.与速度大小成正比d.与速度大小的平方成反比
2.运动方程表示质点的运动规律,运动方程的特点是a.坐标系选定后,方程的形式是唯一的c.只适用于惯性系
b.绝对的,与参考系的选择无关d.参考系改变,方程的形式不一定改变
3.下列哪一种说法是正确的
a.在圆周运动中,加速度的方向一定指向圆心。
b.匀速率圆周运动的速度和加速度都恒定不变。
c.物体作曲线运动时,速度的方向一定在运动轨道的切线方向上,法向分速度恒等于零;因此其法向加速度也一定等于零。
d.物体作曲线运动时,必定有加速度,加速度的法向分量一定不等于零。
4.有一个人以4m/s的速度从a地跑向b地去拿快递,在b地附近的小店休息片刻后,以6m/s的速度从b地跑回a地,请问其整个运动过程中的平均速度为a.4.8m/s
b.0
c.5m/s
d.5.5m/s
drdvdv
dtdtdt
6.一抛射物体的初速度为v0,抛射角为?
,则该抛物线最高点处的曲率半径为
a.
ds?
vdt
b.
a.∞
v0b.g
2
v0
c.g
2
d.0
题6图
7.如图所示,路灯距离地面的高度为h,跑步者的身高为h,如果人以匀速背向
灯光跑步,则人头的影子移动的速度为a.
h?
h
vh
b.v
hh
c.v
hh
d.
h
vh?
h
8.在电梯内用弹簧秤称量物体的重量,当电梯静止时称得一物体重量50kg,当电梯作匀变速运动时称得其重量为40kg,则该电梯的加速度a.大小为0.8g,方向向下c.大小为0.2g,方向向下
b.大小为0.8g,方向向上d.大小为0.2g,方向向上
题7图
9.用细绳系一小球使之在竖直平面内作圆周运动,小球在任意位置a.绳子的拉力和重力是惯性离心力的反作用力c.都有法向加速度
b.绳子的拉力和重力的合力是惯性离心力的反作用力d.都有切向加速度
10.大白和一艘重量为600kg的船一起在平静的水面上匀速向前行驶,并且其速度为2m/s,已知大白的重量为60kg,现在水面突然出现了一个受伤的海豚,于是大白相对于船以一水平速度v向前跳出船中,大白跳起后,船速减为原来的一半,这说明v大小为(假设所有阻力不计)a.0
b.11m/s
c.12m/s
d.20m/s
11.一炮弹由于特殊原因在飞行中突然炸成两块,其中一块作自由下落,则另一块着地点a.比原来更远
b.比原来更近
c.仍和原来一样
d.条件不足不能判定
12.一轮船作匀变速航行时所受阻力与速率平方成正比.当轮船的速率加倍时,轮船发动机的功率是原来的a.2倍
b.3倍
c.4倍
d.8倍
13.在下列叙述中,错误的是a.保守力做正功时相应的势能将减少
b.势能是属于物体体系的
d.势能的大小与初、末态有关,与路径无关
c.势能是个相对量,与参考零点的选择有关
14.停在空中的气球的质量和人的质量相等.如果人沿着竖直悬挂在气球上的绳梯向上爬高1m,不计绳梯的质量,则气球将a.向下移动1米
b.向上移动1米
c.向上移动0.5米
d.向下移动0.5米
15.质点系的内力可以改变a.系统的总动量
b.系统的总质量
c.系统的总角动量
d.系统的总动能
题14图
16.质点组内部保守力作功量度了a.质点组势能的变化
b.质点组动能与势能的转化
c.质点组动能的变化d.质点组机械能的变化
17.作用在质点组的外力的功与质点组内力作功之和量度了a.质点组内部机械能与其它形式能量的转化c.质点组动能与势能的转化
b.质点组动能的变化d.质点组内能的变化
18.已知a、b两质点,a的质量大于b的质量,受到相等的冲量作用,则a.a比b的动量增量大c.a比b的动量增量少二、简答题
1.如图所示,湖中有一艘被拉住的小船,岸上有人用绳子跨定滑轮拉扯该小船靠岸,当人以匀速v1拉船时,船移动的速度v是多少?
已知滑轮距离水面距离为h,到原来船的位置处的绳长为l0。
(不计绳子,滑轮质量与滑轮摩擦)
b.a与b的动能增量相等d.a与b的动量增量相等
2.现有一物体在平面直角坐标系oxy中做运动,其运动方程为(本题所有物理量均为国际单位制)。
?
?
x1?
3t?
5
?
y?
t2?
3t?
4?
2?
[1]以时间t为变量,写出质点位失的表达式;[2]求出质点的运动轨道方程;[3]求当t=1s时和t=2s时的位失,并计算出这一秒内质点的位移;[4]求出t=4s时质点的速度和加速度。
3.对一枚火箭的圆锥形头部进行试验,将其以初速度为150m/s竖直向上发射后,由于受到了空气阻力后而减速,
2
其阻力所引起的加速度大小为0.0005v(si),求出火箭头部能够达到的最大高度。
5.警察学院的学生正在上射击课程,现有一颗子弹在一定高度下以水平初速度v0射出,忽略空气阻力。
取枪口为坐标原点,沿v0方向为0x轴,竖直向下为oy轴,并且取发射时刻t=0,求:
[1]子弹在任意时刻t的位置坐标及其轨道方程;[2]子弹子任意时刻t的速度,切向加速度和法向加速度。
6.现有一根轻绳跨过一个轻质滑轮(滑轮与轴间的摩擦可以忽略),在绳子的一段挂上了一个质量为m1的物体,在另一侧有一个质量为m2的圆环,求出当圆环相对于绳子以恒定的加速度a2沿着绳子向下滑动时,物体和圆环相对于地面的加速度各是多少?
圆环与绳子间的摩擦力为多大?
7.质量为m,长度为l的柔软细绳,一段系着一个放在水平桌面上质量为m2的物体,在绳子的另一端加上一个水平的拉力f,如图所示。
设绳子的质量分布均匀,且其不可被拉伸。
物体与水平之间的摩擦力和重力对细绳的影响皆可以忽略不计。
试求:
[1]绳子作用在物体上的力;
8.在水平面上放置了一个固定的半圆形屏障,现在有一质量为m的滑块儿以初速度v0沿着切线方向射入屏障的一段,如图所示。
设滑块与屏障之间的摩擦系数为a,求滑块从屏障另一端滑出时,摩擦力所做的功。
(不计滑块和水平面之间的摩擦)
9.一根质量均匀分布的柔软绳索竖直在地面上悬挂着,绳子的下端刚刚好触到水平桌面,如果把绳索的上端由静止释放,绳索将落在桌面上。
试证明:
绳索在下落过程中,任意时刻作用于桌面的压力等于已经落到桌面上的绳索所受重力的三倍。
[2]绳子上任一点的张力大小。
【篇三:
大学物理活页作业答案(全套)】
p>3.d
4.b
5.3.0m;5.0m(提示:
首先分析质点的运动规律,在t2.0s时质点沿x轴正方向运动;在t=2.0s时质点的速率为零;,在t2.0s时质点沿x轴反方向运动;由位移和路程的定义可以求得答案。
)
6.135m(提示:
质点作变加速运动,可由加速度对时间t的两次积分求得质点运动方程。
)
?
?
?
27.解:
(1)r?
2ti?
(2?
t)j
?
?
?
r1?
2i?
j(si)(m)?
?
?
(m)r2?
4i?
2j
(m)?
?
?
?
?
?
r?
r2?
r1?
2i?
3j
?
?
?
?
r?
?
2i?
3j?
t
?
?
?
?
dr?
2i?
2tj
(2)v?
dt(m/s)?
?
?
dv(si)a?
?
?
2jdt(si)
?
?
?
v2?
2i?
4j
?
?
a2?
?
2j
8.解:
(m/s)(m/s?
2)
v?
?
adt?
?
a?
2?
cos?
tdt?
?
a?
sin?
toott
x?
a?
?
vdt?
a?
a?
?
sin?
tdt?
acos?
toott
2质点运动学单元练习二答案—1
?
?
?
/2?
7.27?
10?
5rad/s6*3600
dsh?
?
?
1.94?
10?
3m/s2dtcos?
tv?
(2)当旗杆与投影等长时,?
t?
?
/4
t?
?
?
1.08?
104s?
3.0h4?
10.解:
a?
dvdvdydv?
?
v?
?
kydtdydtdy
-ky?
vdv/dy
?
?
kydy?
?
vdv,?
1212ky?
v?
c22
1212?
ky0已知y=yo,v=vo则c?
?
v022
22v2?
vo?
k(yo?
y2)
2质点运动学单元练习二答案—2
1.d
2.a
3.b
4.c
ds?
4t5.v?
dtdvm?
s;at?
?
4dt?
1v2
m?
s;an?
?
8t2
r?
2m?
s?
2;
?
?
?
a?
4et?
8t2en
6.?
o?
2.0m?
s?
2rad/s;at?
r?
?
0.8rad/s;?
?
4.0rad/s;2
an?
r?
2?
20m/s2
7.解:
(1)由速度和加速度的定义
?
?
?
?
drv?
?
2ti?
2jdt?
?
?
dv(si);a?
?
2idt(si)
(2)由切向加速度和法向加速度的定义at?
d2t4t2?
4?
dtt2?
1
2
t?
12(si)an?
a2?
at2?
(si)3/2v2
(3)?
?
?
2t2?
1an?
?
(si)
8.解:
火箭竖直向上的速度为vy?
vosin45?
?
gt火箭达到最高点时垂直方向速度为零,解得
2质点运动学单元练习二答案—3
vgt
o?
sin45?
?
83m/s
9.解:
v?
u
tan30?
?
34.6m/s
10.解:
u
v?
hl
l;v?
hu
2质点运动学单元练习二答案—4
1.c
2.c
3.a
4.t?
10.2tmg?
367.5kg;a?
?
0.98m/s22m
dvxdx?
k2?
k2vxdtdt25.vx?
k2x;2vx
fx?
mdvx1?
mk2dt2
6.解:
(1)ftcos?
?
fnsin?
?
ma
ftsin?
?
fncos?
?
mg
ft?
mgsin?
?
macos?
;
fn?
mgcos?
?
masin?
7.解:
?
om?
2r?
mg?
?
8.解:
由牛顿运动定律可得g?
or
120t?
40?
10
分离变量积分dvdt
?
v
6.0dv?
?
?
12t?
4?
dtv?
6t2?
4t?
6ot(m/s)
2质点运动学单元练习二答案—5
- 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 基础 课后 答案