2019大學物理上作業題答案

2022-12-30 16:36:05 字數 4237 閱讀 8687

第1章質點運動學

一、選擇題:

1 d . 2 d 3 c 4 d 5 b

二、填空題

1. 2.

3. 4.

5. 三、判斷題(用×,√表示)

1.× 2.× 3.× 4. ×5.× 6. √ 7.× 8. √ 9.× 10.×

四、計算題

1. 解:(1)

2.3. 2

4. 5.解:

第2章牛頓運動定律

一、選擇題:

1 c . 2 c 3 a 4 d 5 d 6 c . 7 c 8 b

二、判斷題(用×,√表示)

1.× 2. √3.× 4. √5.× 6. √ 7.× 8. .× 9√ 10.×

三、填空題

1.,,

2. 3. 由題意

由牛頓第二定律有

4. ;

四、計算題

1. 2. 解:建立自然座標,切向法向

而 分離變數積分得

3.解:設鏈條線密度為

下滑力的大小p和摩擦力的大小f分別為

由牛頓第二定律有

兩邊積分得

4.解:(1)由牛頓第二定律有

(2)由牛頓第二定律有

5. 解:選b點為軸的座標原點。設軟繩質量為m線密度為所受合外力為

當時6.證明

第3動量守恆和能量守恆定律

一、選擇題:

1 b 2 a

二、填空題

1、 0.21cm;400j 2、.0 3、mgh 4、正 5、

三、判斷題

1. √ 2.× 3. √4.×

四、計算題

1、解答:

(1)規定向上的方向為正。

物體從上拋到上公升到最高點過程中,只有重力的作用,由動能定理得

負號說明重力做功的方向與運動方向相反

(2)規定向上的方向為正。

物體從上拋到上公升到最高點,又自由降落到o點(速度為v2=-10m/s)過程中,只有重力的作用,由動能定理得

(3)物體在上拋運動中機械能守恆

在物體上拋運動中,動能和勢能不斷轉換,其和不變

(4)物體的最大勢能為:在上拋的最高點,勢能最大

或者 2、

(1)由於小鳥的質量遠遠小於飛機的質量,因此小鳥在碰撞後,速度近似為300m/s,動能為

(2)飛機的質量為

(3)在碰撞過程中,衝擊力做功,小鳥和飛機系統動能減小

(4)飛機的重力勢能

3、(1)由動能定理得

(2)由衝量定理得3秒後物體的速度為

所以物體的動能為

方法2:由牛頓第二定律先求速度,再求解動能。

4解答:(a) 根據功能原理,有

4.5 (m

(b)根據功能原理有

8.16 (m/s

5、 解:利用題中條件可以得到力的表示式,然後根據功的定義求解,

由可知物體運動速度,所以阻力為

. 又由,將消去後可得

所以阻力做功為

6、(2)質點由x=2m運動到x=3m時,勢能的增量為

保守力做的功為

可見,保守力做的功等於勢能增量的負值,即

第4章剛體力學

答案:一、選擇題

二、判斷題

1√,2×,3×,4×,5×

三、填空題

1.(1);(2);(3) 2.(1);(2);

3.; 4. 3; 5.;

四、計算題

1. 解:(1)用隔離體法,分別畫出三個物體的受力圖。

對物體1,在豎直方向應用牛頓運動定律

對物體2,在水平方向和豎直方向分別應用牛頓運動定律

, 對滑輪,應用轉動定律

,並利用關係 ,

由以上各式, 解得

;; (2)時

;; 2. 解:,,,

恆定,勻變速,所以有

,, 3. 解:

,,又,,所以

,,兩邊積分得:,

所以4. 解:

(1)得: (2) 盤質量面密度;

摩擦力矩

;得:5. 解:應用角動量守恆定律

解得,角速度的變化

系統動能的變化,即

6. 解:根據機械能守恆定律,有:。杆轉動到鉛直位置時的動能和角速度分別為:

; 7. 解:

(1)(2)得第5章真空中的靜電場

一、選擇題

1、a 2、c 3、b 4、d 5、d 6、d 7、d

二填空題

1., 2.,向下,。

3.,,, 4.,

三、判斷1×2√3√4√5×

四、計算:

1. 以左棒左端為座標零點,沿棒方向向右建立座標系,如圖:線密度為λ=q/l

當左棒單獨存在時,在左棒任意位置x處取一線元,長為dx,其帶電量為qdx/l

整個棒在右棒x』處的場強為:

在右棒x』處取長為dx』的線源,其帶電量為qdx』/l

其受左棒的庫倫力為,所以右棒受力為

。(2)在左棒和右棒上各取長為dx和dx』的線元,它們之間的庫倫力為:

df=由於兩個線元都是微元,則該式為二次微元,求力需二次積分

f=2. 解:橫置無限大平板厚為b,即實線矩形的高為b,以平板的中心平面為對稱平面做一圓柱形封閉面為高斯面:高為2r,半徑為r,即高斯面

的上下圓底均平板中線平面為r:據對稱性,通過側圓柱

的電通量為零。當r<=b/2時,據高斯定理:

e*2πr2=ρ*πr2*2r/ε0,得e=ρr/ε0。

當r>b/2時,據高斯定理e*2πr2=ρ*πr2*b/ε0,得e=ρb/2ε0

3. 解:在柱體內作半徑為r,高位h的同軸高斯柱面,顯然高斯柱面的上下底電通量為0,運用高斯定理,有

所以在柱外作半徑為r的同軸高斯柱面,設上的電場強度為,上下底處的e為零(對稱性). 有

4一無限大均勻帶電平板,厚度不計,電荷面密度為σ,在平板中部有乙個半徑為r的圓洞,求在圓孔中心軸線上距離圓心為x的p點的場強為多少?

根據電場的疊加性,整個平面在p點產生場強等於題目中需求的場強和圓盤在p點產生的場強之和,所以:e=e平板-e圓板,

無限大平板在p點的場強為e=σ/2ε0; (教材p171)

而半徑為r的圓板在p點的場強等於

所以5解:(1) r r1 r2r3時,由於高斯面內部電荷代數和為零,場強為零

(2)由於球殼接地,其電勢為零,在r=r2上選一點q,

(3)根據(2), v2=0,v1=

6電勢:金屬球面上總電荷為零,所以u=

因為在金屬球內,總場強為零,e=e總-e點= 方向向右

(2)電勢為零,

第7章穩恆磁場

一、填空題

1.2.

3、 4 、56.

,二判斷題

1錯、2錯、3錯、4錯,5對

三選擇題

c,c,d,a

四計算題

1. 2.

3.4.

5. 6.

當線圈面法向,有最小磁力矩,為零

第8章電磁感應

一、選擇題

2. c 3. b 4

二、填空題

1. 0.8v 方向順時針方向

2.3.感生電場產生的原因_:變化的磁場產生感生電場

4..麥克斯韋兩個假設是有旋電場和位移電流

*5.動生電動勢的產生的原因是:由於運動導體中的電荷在磁場中受洛侖茲力的結果。

6:三、判斷題 1×2√3√4×5×

四、計算題:

1. 解:據法拉第電磁感應定律:

其中任意時刻的磁通量為:

2. 解:據動生電動勢:,可得

方向:3. 解:以電流位置為座標原點,水平方向建立x座標軸。在杆上取一元線段dl,其座標為,杆ab上的電動勢為

代入上式

方向由指向

4.解:方法一

據動生電動勢公式: 令

則方向為水平向右

對邊:對邊:=

方向:對 方向:

與大小相等、方向相反、故整個扇形線圈

方法二:

對整個線圈:

大小相等,方向相反。

★5.解:(1)沿半徑方向,不作功,故,同理。

(2),。

(3)同(2)理由,

★6.解:(1),為abcd閉合迴路感應電動勢大小

的方向為順時針沿閉合迴路,方向為

(2)剛好沿半徑方向,而渦旋電場力始終垂直半徑,沿半徑移動電荷渦旋電場力作功為零作功

大學物理上試卷附答案

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