大学物理实验第三版答案.docx

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大学物理实验第三版答案

大学物理实验第三版答案

择题，书本已给出）

习题一

1-6｜?

r｜与?

r有无不同?

drdrdvdv和有无不同?

和有无不同?

其不同在哪里?

dtdtdtdt

试举例说明．

解：

（1）

?

?

?

r是位移的模，?

r是位矢的模的增量，即?

r?

r2?

r1，?

r?

r2?

r1；

（2）

dsdrdr

是速度的模，即.?

v?

dtdtdt

dr

只是速度在径向上的分量.dt

?

（式中r?

叫做单位矢）∵有r?

rr，则

式中

?

drdrdr

?

?

r?

r

dtdtdt

dr

就是速度径向上的分量，dt

∴

drdr

与不同如题1-1图所示.dtdt

题1-6图

?

dvdv?

dv

（3）表示加速度的模，即a?

，是加速度a在切向上的分量.

dtdtdt

∵有v?

v?

（?

表轨道节线方向单位矢），所以

?

?

?

?

dvdv?

d?

?

?

?

vdtdtdt

dv

就是加速度的切向分量.dt?

?

?

d?

?

dr与（?

的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论）dtdt

式中

1-7设质点的运动方程为x=x（t），y=y（t），在计算质点的速度和加速度时，有人先求

drd2r出r＝x?

y，然后根据v=，及a＝2而求得结果；又有人先计算速度和加速度

dtdt

2

2

的分量，再合成求得结果，即?

dx?

?

dy?

=?

?

?

?

?

及a=

dt?

?

?

dt?

22

?

d2x?

?

d2y?

?

?

dt2?

?

?

?

?

dt2?

?

你认为两种方法哪一种?

?

?

?

22

正确？

为什么？

两者差别何在？

?

?

?

解：

后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有r?

xi?

yj，

?

?

drdx?

dy?

?

v?

?

i?

j

dtdtdt

?

222

?

?

dy?

drdx

a?

2?

2i?

2j

dtdtdt

故它们的模即为

?

dx?

?

dy?

22

v?

vx?

vy?

?

?

?

?

?

?

dt?

?

dt?

2

2x

2y

22

?

d2x?

?

d2y?

a?

a?

a?

?

?

dt2?

?

?

?

?

dt2?

?

?

?

?

?

2

而前一种方法的错误可能有两点，其一是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作

dr

v?

dt

d2ra?

2

dt

drdrd2r

与2误作速度与加速度的模。

在1-1题中已说明不是速度的模，其二，可能是将

dtdtdt

d2r

而只是速度在径向上的分量，同样，2也不是加速度的模，它只是加速度在径向分量中

dt

2

?

d2r?

?

d?

?

?

的一部分?

a径?

2?

r?

或者概括性地说，前一种方法只考虑了位矢r在径向（即?

?

。

dt?

dt?

?

?

?

?

?

?

量值）方面随时间的变化率，而没有考虑位矢r及速度v的方向随间的变化率对速度、加速

度的贡献。

1-8一质点在xoy平面上运动，运动方程为

x=3t+5,y=

12

t+3t-4.2

式中t以s计，x,y以m计．

（1）以时间t为变量，写出质点位置矢量的表示式；

（2）求出t=1s时刻和t＝2s时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；（3）计算t＝0s时刻到t＝4s时刻内的平均速度；（4）求出质点速度矢量表示式，计算t＝4s时质点的速度；（5）计算t＝0s到t＝4s内质点的平均加速度；（6）求出质点加速度矢量的表示式，计算t＝4s时质点的加速度（请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式）．?

?

12?

?

解：

（1）r?

（3t?

5）i?

（t?

3t?

4）jm

2

（2）将t?

1,t?

2代入上式即有

?

?

?

r1?

8i?

0.5jm

?

?

?

r2?

11j?

4jm?

?

?

?

?

?

r?

r2?

r1?

3j?

4.5jm

（3）∵r0?

5j?

4j,r4?

17i?

16j

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

rr4?

r012i?

20j

?

?

?

3i?

5jm?

s?

1∴?

?

t4?

04

?

?

?

?

drv?

?

3i?

（t?

3）jm?

s?

1（4）

dt

?

?

?

?

1

则v4?

3i?

7jm?

s

?

?

?

?

?

?

（5）∵v0?

3i?

3j,v4?

3i?

7j

?

?

?

?

?

vv4?

v04?

?

?

1jm?

s?

2?

?

t44

?

?

?

dv

?

1jm?

s?

2（6）a?

dt

这说明该点只有y方向的加速度，且为恒量。

▲在离水面高h米的岸上，有人用绳子拉船靠岸，船在离岸s处，如题1-4图所示．当人以

v0（m2s?

1）的速率收绳时，试求船运动的速度和加速度的大小．

图▲

解：

设人到船之间绳的长度为l，此时绳与水面成?

角，由图可知l?

h?

s

将上式对时间t求导，得

2

2

2

dlds

?

2sdtdt

根据速度的定义，并注意到l,s是随t减少的，

dlds?

v0,v船?

?

∴v绳?

?

dtdt

2l即v船?

?

题▲图

vdsldll?

?

?

v0?

0dtsdtscos?

lv0（h2?

s2）1/2v0

?

或v船?

ss

将v船再对t求导，即得船的加速度

dlds

?

ldv?

v0s?

lv船

a?

船?

dt2dtv0?

v0

2

dtss

l22

（?

s?

）v02

h2v0?

?

3

s2s

s

1-9质点沿x轴运动，其加速度和位置的关系为a＝2+6x，a的单位为m?

s，x的单位为m.质点在x＝0处，速度为10m?

s,试求质点在任何坐标处的速度值．解：

∵a?

?

1

2

?

2

dvdvdxdv

?

?

vdtdxdtdx

2

分离变量：

?

d?

?

adx?

（2?

6x）dx两边积分得

12

v?

2x?

2x3?

c2

由题知，x?

0时，v0?

10,∴c?

50

∴v?

2x3?

x?

25m?

s?

1

1-10已知一质点作直线运动，其加速度为a＝4+3tm?

s，开始运动时，x＝5m，?

v=0，求该质点在t＝10s时的速度和位置．解：

∵a?

?

2

dv

?

4?

3tdt

分离变量，得dv?

（4?

3t）dt积分，得

3

v?

4t?

t2?

c1

2

由题知，t?

0,v0?

0,∴c1?

0

32t2

dx3?

4t?

t2又因为v?

dt2

32

分离变量，dx?

（4t?

t）dt

2

132

2

故v?

4t?

由题知t?

0,x0?

5,∴c2?

5故x?

2t?

所以t?

10s时

2

13

t?

52

v10?

4?

10?

3

?

102?

190m?

s?

12

1

x10?

2?

102?

?

103?

5?

705m

2

3

解：

?

?

d?

d?

?

9t2,?

?

?

18tdtdt

（1）t?

2s时，a?

?

r?

?

1?

18?

2?

36m?

s?

2

an?

r?

2?

1?

（9?

22）2?

1296m?

s?

2

（2）当加速度方向与半径成45角时，有

tan45?

?

2

a?

?

1an

即r?

?

r?

亦即（9t）?

18t

22

【篇二：

大学物理实验习题和答案（整理版）】

>游标尺、千分尺的读数方法。

答：

p461．感量与天平灵敏度关系。

天平感量或灵敏度与负载的关系。

答：

感量的倒数称为天平的灵敏度。

负载越大，灵敏度越低。

2．物理天平在称衡中，为什么要把横梁放下后才可以增减砝码或移动游码。

答：

保护天平的刀口。

1．哪些用途？

使用时的注意点？

如何使检流计很快停止振荡？

答：

用途：

用于判别电路中两点是否相等或检查电路中有无微弱电流通过。

注意事项：

要加限流保护电阻要保护检流计，随时准备松开按键。

很快停止振荡：

短路检流计。

量程如何选取？

量程与内阻大小关系？

答：

先估计待测量的大小，选稍大量程试测，再选用合适的量程。

电流表：

量程越大，内阻越小。

电压表：

内阻

不同欧姆档测同一只二极管正向电阻时，读测值差异的原因？

答：

不同欧姆档，内阻不同，输出电压随负载不同而不同。

二极管是非线性器件，不同欧姆档测，加在二极管上电压不同，读测值有很大差异。

功率输出与电压输出的区别？

答：

功率输出：

能带负载，比如可以给扬声器加信号而发声音。

电压输出：

实现电压输出，接上的负载电阻一般要大于7．光学元件

光学表面有灰尘，可否用手帕擦试？

答：

不可以倍率的选择方法。

答：

尽量使读数的有效数字位数最大的原则选择合适的倍率。

什么是逐差法，其优点？

答：

把测量数据分成两组，每组相应的数据分别相减，然后取差值的平均值。

优点：

每个数据都起作用，体现多次测量的优点。

1．为何各长度量用不同的量具测？

比如不可以从此输出口给扬声器加信号，即带不动负载。

答：

遵守误差均分原理。

2．测钢丝直径时，为何在钢丝上、中、下三部位的相互垂直的方向上各测一次直径，

而不是在同一部位采样数据？

答：

钢丝不可能处处均匀。

3．钢丝长度是杨氏模量仪上下两个螺丝夹之间的长度还是上端螺丝夹到挂砝码的砝码

钩之间的长度？

答：

前者

4．采用光放大办法测钢丝的微小伸长量时要测望远镜到标尺之间的距离l，请问，l是指平面镜镜面到望远镜旁标尺的距离还是指平面镜镜面到望远镜物镜之间的距离？

答：

前者

5．必须预加砝码使钢丝拉直，你能用什么办法判断需预加几个砝码？

答：

用图示法。

作砝码量与伸长量曲线应该是直线，但由于钢丝没事先拉直，则会出现图示曲线有弯曲到直线的过渡。

由拐点可判断需预加砝码量。

6．材料相同，但粗细、长度不同的两根钢丝，它们的杨氏模量是否相同答：

相同

7．如何分析哪一个量的测量对实验结果的影响较大答：

计算每个量的相对误差，相对误差大的，则对测量结果影响大。

8．怎样提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度答：

加大平面镜镜面到望远镜旁标尺的距离；增加光杠杆的长度。

9．光杠杆为什么用线拴住？

答：

防止光杠杆掉落。

1．什么是内接法？

什么是外接法？

答：

电压表测的是电流表与电阻相串联时的电压时，称为内接法。

电流表测的是流过电压表与电阻并联时的总电流时，称为外接法。

2．测二极管正向伏安特性时，如何保护被测二极管？

答：

串联一个限流电阻。

3．如果要测二极管反向伏安特性，画出电路图。

答：

p1264．如果要测二极管反向击穿特性，画出电路图。

答：

p1265．在接线中是分块接线还是按电路图顺序接线的？

答：

分块接线。

块电路，再把各块按特征连接。

6．接线时电源开关什么时候开的？

拆线时电源开头什么时候关的？

答：

接线时：

最后。

即拆线时：

先。

即7．在用图示法表示元件伏安特性时，测量数据应该在什么位置多测些数据？

答：

曲线的拐点处。

11-8

11-8做更改：

微安表改为毫安表并外接；给二极管加一只限流电阻。

把电路分解为三部分：

电源电路、负载电路和测量电路。

先分别接三

先接电路，后通电源。

先断电源，后拆线路?

?

?

图图

。

1．有几种方法测量电阻？

说一下各种测量电阻的方法和特点。

答：

伏安法、电位差计法、电桥法、用万用表。

方法和特点：

略。

2．电桥电路中，为什么检流计支路中要加一只滑线变阻器？

变阻器的电阻如何选取的？

答：

加滑线变阻器一是保护检流计，二是改变电电桥灵敏度。

3．如何提高电桥的灵敏度？

答：

加大电源电压，减小检流计电路限流电阻大小，或选用高灵敏度检流计。

4．用箱式电桥测电阻时，如果未知电阻未接入，可否按下电源开关和检流计开关，为什么？

答：

不可以。

因为这时电桥永远不平衡，会使电流过大烧毁检流计。

5．用电桥测一非线性元件的电阻，调电桥平衡后，如果这时加大电源电