大学物理习题精选答案

大学物理习题精选答案光电技术系物理教研室二七年二月1目 录目 录 .1第一章 质点运动学.2第二章 牛顿运动定律.6第三章 动量和能量.10第四章 刚体力学.15第五章 机械振动.19第六章 机械波.22第七章 热力学.28第八章 气体动理论.33第九章 静电场.36第十章 静电场中的导体和介质.42第十一章 稳恒磁场.46第十二章 电磁感应.53第十三章 波动光学.61第十四章 狭义相对论.68第十五章 量子物理基础.722第一章 质点运动学一、选择题1、 B 2、 D 3、 D 4、 B 5、D6、 B 7、 A 二、填空题1、 。gv32,2、 3 3 63、 匀加速直线 1 4、 10 m/s2 15 m/s 2 。 5、 ttAt sin2cose2 （s） (n = 0, 1, 2,) 。/12n6、 A 车 = 1.19 s = 0.67 s 。 7、 变速率曲线运动， 变速率直线运动。8、 gv02cos9、 BRA4,210、 tctct423,1311、 cos2121vv12、 032113、 r,1三、计算题1.解：设质点的加速度为 a = a0+ t t = 时， a =2 a0 = a0 / 即 a = a 0+ a0 t / ， 由 a = dv /dt ， 得 dv = adt tt d)/(00v 20t由 v = ds /dt ， ds = v dt tattsd)2(d000vt = n 时，质点的速度 3026tat 0)2(1annv质点走过的距离 202)3(61asn2.解：(1) BCAO)45sin)co(18)0(3jji 7.2.1=17.48 m，方向 =8.98(东偏北) C0.35 m/stOCtr/v方向东偏北 8.98 (2) (路程 ) m=58m, 1803Sm/s 16./tSvO C A B 东 y北 西 南 x 43.解：以 表示物体在运动轨道上任意点 P 处其速度与水平方向的夹角, 则有, coss0v22又因 故该点 sgan302cov因为 , 所以地面上方的轨道各点均有 ，上式的分母在 处最小，在 cos处最大，故 s/20maxgcoinv4.解：选取如图所示的坐标系，以 表示质点的V对地速度，其 x、y 方向投影为：， uguVx cos2viny当 y=h 时， 的大小为： 2cos22 ghyx的方向与 x 轴夹角为 ， Vughxycosinttg115.解：以出发点为坐标原点，向东取为 x 轴，向北取为 y 轴，因流速为y 方向，由题意可得 ux = 0 uy = a(xl/2)2b 令 x = 0, x = l 处 uy = 0, x = l/2 处 uyu 0 ， 代入上式定出 a、 ，而得 xl24船相对于岸的速度 (vx，v y)明显可知是 2/0vx，yyu)(将上二式的第一式进行积分，有 tx20还有， = xytxyty d2d0vvxlu204即 lu0241 P 0v v x O h vx y u V y v Vy y45v0u0xl5因此，积分之后可求得如下的轨迹(航线) 方程 302042xluxlyv到达东岸的地点(x ，y )为 031 ,lxlx6第二章 牛顿运动定律一、选择题：1、 D 2、D 3、B 4、B 5、D 6 、D 7、A 8、 E 9、B一、填空题：1、 21mgF)2(112gmF2、 5.2 N 3、 (m 3/m2)g 0 i4、 (1) 见图 (2) 见图 5、 0 2 g 三、计算题1解：设地球和月球表面的重力加速度分别为 g1 和 g2，在月球上 A、B 受力如图，则有m2 g2T m2 a T m1 g2 m1 a 又 m1g1 m2 g2 联立解、可得 m/s2 8.)/(21即 B 以 1.18 m/s2 的加速度下降 . (1) (2) BAN BAf P CA BA Ta21gm272解：(1) 子弹进入沙土后受力为 v，由牛顿定律 tmKd v0d,d0tt mKt/0ev(2) 求最大深度解法一: txdtmKtde/0txmKttded/0v )1()/(/0tvmax解法二： xtxtKd)(dv vdv000maK x/0ma3解：建立 x、y 坐标系统的运动中，物体 A、B 及小车 D 的受力如图所示，设小车 D 受力 时，连接物体 B 的绳F子与竖直方向成 角. 当 A、 D 间无相对滑动时，应有如下方程： xamT1 2sin 0cog xMF联立、式解出： 21max联立、式解出： xaF)(21代入得： 2mg代入数据得 F784 N 注：式也可由 A、B、D 作为一个整体系统而直接得到 xCmgyxd)(d2vN1ATm1gy xO TB m2 g N2MgF TTD84解：以飞机着地点为坐标原点，飞机滑行方向为 x 轴正向设飞机质量为 m，着地后地面对飞机的支持力为 N在竖直方向上 02mgCyv2vyCmgN飞机受到地面的摩擦力 )(f在水平方向上 xtCxy d)(22 vv即 xCgyxd)(d2vx = 0 时， x =S（滑行距离）时，v0 m/s5k/h90v020 )(yxmSCgCyxyx 02)(d21vv解得 mSyx 0ln 飞机刚着地前瞬间，所受重力等于升力，即 20vyCg , 20vmgCy 205vgKyx代入 S 表达式中并化简，然后代入数据 m 215ln)1(20S5解：未断时对球 2 有弹性力 )(212Lmf线断瞬间对球 1 有弹性力 a对球 2 有弹性力 2解得 1121/)(La)(2126解： (1) 设同步卫星距地面的高度为 h，距地心的距离 rR+h， 由牛顿定律 22/mrGM又由 得 ， gRGm2/ g代入式得 3/1)(同步卫星的角速度 与地球自转角速度相同，其值为 rad/s 507.解得 m， km (2) r12.44058.Rrh由题设可知卫星角速度 的误差限度为 rad/s 1由式得 23/g取对数 lnln）（r取微分并令 dr =r, d且取绝对值 3r/r =2 r=2r /(3 =213 m 97解：取距转轴为 r 处，长为 d r 的小段绳子，其质量为 ( M/L ) dr (取元，画元的受力图) 由于绳子作圆周运动，所以小段绳子有径向加速度，由牛顿定律得： T ( r