医学物理学课后答案

1 Xi练习题22第22章弹性2-1弹性物体的变形是如何定义的？它采取什么形式？答：物体在外力作用下形状和大小的变化称为变形。变形包括弹性变形和范答：物体在外力作用下形状和大小的变化称为变形。变形包括两种形式的弹性变形和正常(塑性-塑性)变形。弹性变形是指物体在一定变形限度内消除外力后，能够完全恢复原状的两种变形形式。弹性变形是指物体在一定变形限度内消除外力后能够完全恢复到其原始状态的变形，而正常(塑性)变形是指物体在消除外力后不再能够完全恢复到其原始状态的变形。外力消除后，物体不能完全恢复到原始状态的变形。2-2杨氏模量的物理意义是什么？答：在长度变形中，在长度变形中，在比例极限范围中，在比例极限范围中，拉伸应力与拉伸应变之比或压缩应力与压缩应变之比被称为拉伸应力与拉伸应变之比，或者压缩应力与压缩应变之比被称为杨氏模量。杨氏模量反映了物体经受长度变形的困难程度。杨氏模量反映了物体经受长度变形的困难程度。杨氏模量越大，杨氏模量越大，物体越不容易发生长度变形。变形程度。2-3有些动物骨头是中空的。从机械的角度来看，它的意义是什么？答：当骨骼受到导致其轴弯曲的载荷时，当骨骼受到导致其轴弯曲的载荷时，会产生弯曲效应，也会产生弯曲效应。产生的应力的大小与产生的应力的大小和到中心轴的距离成正比，到中心轴的距离与距离成正比。离轴越远，应力越大，应力越大。中心层附近各层的应变和应力小于小中心层附近各层的应变和应力，对抗弯性能影响不大。类似地，当骨骼承受使其沿轴线变形的载荷，并且骨骼承受使其沿轴线变形的载荷时，产生的剪切应力值也与从该点到中心轴线的距离以及从该点到中心轴线的距离成比例。因此，空心骨可以减轻骨的重量，空心骨可以减轻骨的重量，而不会严重影响骨的抗弯强度和抗扭性。健全骨骼的抗弯曲强度和抗扭转性能。2-4根肌肉纤维产生什么样的张力？整个肌肉的实际张力和这些张力之间有什么关系？答：肌肉纤维产生两种张力。肌肉纤维产生两种张力。一种是缩短收缩的主动张力，另一种是缩短收缩的主动张力，另一种是拉长收缩的被动张力，另一种是拉长收缩的被动张力。拉伸时整个肌肉的张力是主动张力和被动张力的总和。拉伸时整个肌肉的张力是主动张力和被动张力的总和。2-5如果一根腿骨长0.6米，平均横截面积为3 2。站立时，支撑整个人体的两条腿的重量为800牛顿。问这个人每条腿的骨头应该缩短多少？已知骨的杨氏模量为1010纳米-2。(810-5米)对于2-6个肌肉松弛的二头肌，当它伸展5 uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu如果二头肌被视为长度为0.2厘米、横截面积为50厘米的圆柱体，则计算上述两种情况下二头肌的杨氏模量。(2104Nm-2；在边长为0.02米的立方体的两个相对面上施加2-7个大小相等方向相反的切向力，施加力后两个面的相对位移为0.00毫米，从而计算物体的剪切模量。(4.9x 107nm-2)22-8需要增加多少压力才能将水的体积减少0.1%？大气压是110的多少倍(20大气压，20次)练习3，第3章，第3章，流体的运动3-1如果两艘船平行运动时靠得很近，为什么它们容易碰撞？答：以船舶为参照系统，河道中的水可视为稳定流，两船之间的流管可视为稳定流。以船舶为参照系统，河道中的水可视为稳定流。如果两艘船之间的流管的横截面积减小，流速增加，因此压力降低。因此，两船之间的水的压力小于两船外部的水容器之间的横截面积减小，并且流速增加，因此压力减小。因此，两艘船之间的水的压力小于两艘船外部的水的压力，使得两艘船容易相互碰撞。这种压力，使得两艘船很容易相互靠近碰撞。3-2为什么有烟囱的炉子，烟囱越高，通风效果越好？(即烟气从烟囱排出的速度越快)答：一般来说，空气在高处的水平流动速度越高。如果烟囱更高，出口处的气体更容易被吸出。答：一般来说，空气在高处的水平流动速度较高。如果烟囱更高，出口处的气体更容易被吸出。3-3为什么自来水在垂直管道中流动时会形成连续的冰流，但是当水从高处的水龙头中自由落下时，它会变成水滴，试着解释一下。答：当水沿垂直管道流下，水沿垂直管道流下时，由于管壁的摩擦和管壁的摩擦，各处的水的速度是相同的，各处的水的速度也是相同的，因此连续的水流可以形成连续的水流。当水自由下落时，由于不同高度的水的速度不同以及不同高度的水的速度不同，很难形成连续流，因此很难形成连续流管，因此很容易破裂。管，所以容易裂开。3-4有些人认为从连续性方程来看，管道越厚，流速越小，而从泊肃叶定律来看，管道越厚，流速越大。这两者之间似乎有矛盾。你怎么想呢？为什么？答：对于某个管道，某个管道，某个流量，某个流量，根据连续性方程，管道越厚，流量越小。根据连续性方程，管道越厚，流速越小。根据泊肃叶定律，当管道两端的压力恒定时，管道越厚，流速越高。不同的条件导致不同的结果。根据泊肃叶定律，在一定压力下，管道越厚，流速越大。不同的条件导致不同的结果。3-5水在不均匀厚度的水平管道中稳定流动。已知S1段的压力为110帕，流速为0.2毫秒-1，S 2段的压力为5帕。计算S2的流速(不包括内摩擦)。(0.5ms -1) 3-6水在不同截面的水平管中稳定流动。出口处的横截面积是管道最薄部分的3倍。如果出口处的流速为2ms -1，最薄部分的压力是多少？如果在最薄的地方开一个小洞，水会流出吗？(85千帕)3 3-7在水管的某一点，水的流速为2毫秒-1，表压高于大气压为104帕。水管另一点的高度比第一点低1米。如果水管在第二点的横截面积是第一点的1/2，计算第二点的表压。(13.8千帕)3-8个立式圆柱形容器，高0.2米，直径0.1米，顶部开口，底部有一个面积为10-4平方米的小孔。水以每秒1.410 -4m3的速度从容器顶部排出。容器中的水位能上升多高？如果到达高度时没有水排出，找出容器中的水流需要多长时间。(0.1；11.2 s.) 3-9根据分丘里流量计的测量原理，尝试设计一种气体流量测量装置。提示：在本章第三节的图3-5中，将水平圆管上宽度和狭窄处的垂直管连接成一个U形管，试着测量宽度和狭窄处的压差，并根据其他已知的假设计算管内的气体流量(0.98毫秒-1) 3-11半径为3毫米的小动脉被硬点部分阻塞。该狭窄段的有效半径为2mm，平均血流速度为50 u s-1。尝试在未改变的狭窄部分(1)找到平均血流速度。(0.22 ms-1)(2 2)是否会发生湍流。(湍流不会发生，因为Re=350) (3)狭窄处的血流压力。(131帕)3-1220的水在半径为10-2米的水平均匀圆管中流动。如果管轴处的流速为0.1 ms-1，水沿管流动10分钟后，由于粘度的原因，压力下降了多少？(40Pa) 3-13假设某人的心输出量为0.8310-4m3s-1，身体循环的总压差为12.0千帕，试着找出身体循环的总流动阻力(即总外周阻力)是多少。3-14将橄榄油的粘度设置为0.18帕，当流经管道长度为0.5米、半径为1米的管道时，两端之间的压力差设置为210 4Pa，并计算其体积流量。(8.710-4m3s-1) 53-15假设在排尿期间，尿液在压力为40mmHg的情况下从膀胱通过尿道后从尿道口排出。已知尿道长4厘米，体积流量为21厘米3秒-1，尿的粘度为6.910-4帕秒，计算出尿道的有效直径。(1。4毫米)3-16设定血液粘度为水的5倍。例如，如果血液以72？s-1的平均流速通过主动脉，计算湍流半径的临界雷诺数为1000。已知水的粘度为6.910-4帕。(4.6毫米)3-17红细胞可以近似地认为是一个半径为2.010-6米的小球，其密度为1.09103千克米-3。试着计算它在重力作用下在37的血液中沉淀1 u所需的时间。假设等离子体的粘度为1.210-3帕，密度为1.04103千克/米-3。如果使用加速度(2r)为105g的超速离心机，沉淀相同距离需要多长时间？(2.8104s；0.28秒)练习4 4第4章振动4第4章振动4-1什么是简谐振动？解释下列振动是否是简谐振动：6 (1)球被击中时球的上下运动。(2)大半径光滑凹球面底部小球的小振幅振荡。4-2简谐振动的速度和加速度表达式中有一个负号。这是否意味着速度和加速度总是负的？这是否意味着两者总是在同一个方向？4-3当弹簧振子的振幅增加到两倍时，试着分析什么会影响它的下列物理量：振动周期、最大速度、最大加速度和振动能量。4-4连接在轻弹簧一端的球沿X轴作振幅为A的简谐运动。位移与时间的关系可用余弦函数表示。如果t=0，球的运动状态分别为(1)x=-A。(2)在平衡位置上沿X轴的正方向移动。(3)交叉时沿X轴的负方向移动。2 A x=7 (4)，向x轴的正方向移动。尝试确定上述状态的初始阶段。4-5任何实际的弹簧都有质量。如果考虑弹簧的质量，弹簧振动器的振动周期将如何变化？4-6沿X轴作简谐运动的物体具有5.010 -2m的振幅和2.0Hz的频率。当时间t=0时，振动体通过平衡位置沿X轴的正方向移动，并获得振动表达式。当t=0时，如果物体在平衡位置沿x轴的负方向移动，则得到振动表达式。x=5.0102co(4t/2)m；x=5.010-2 cos(4t/2)m4-7移动物体的位移与时间的关系是x=x=0.10cos(2.5t /3)m/3) m试着找出：(1)周期、角频率、频率、振幅和初始相位；(2)t=2s时物体的位移、速度和加速度。(1)0.80；2.5s-1；1.25赫兹；0.10米；/3(2)-510-2m；0.68米/秒；3.1ms-2 2 A x=8 4-8两个方向和频率相同的简谐振动表达式分别为x1=4cos(3t /3)m和x2=3cos (3 t-/6) m。试着找出它们的组合振动表达式。x=5cos(3t 0.128)m 4-9两个弹簧振子以相同的频率和振幅进行简谐振动。第一个振动器的振动表达式为x1=Acos (t )。当第一振动器从振动的正方向返回平衡位置时，secx2=acos ( t-/2)和=-/24-10是从同向的两个简谐振动导出的：(其中x计算为m，t计算为s) x1=0.05cos (10t13/4)，x2=0.06cos (10t-/4) (1)以找出它们组合振动的振幅和初始相位。(2)如果有另一个简谐振动x3=0.07cos (10t )，分别与上述两个振动叠加，当问值是多少时，x1 x3的振幅最大；当是该值时，x13的幅度最小。(1)1.0l0 -2m，-/4；(2)当=2N 3/4时，n=1，2，x1 x3的幅度最大，当=2N 3/4时，n=1，2，x23的振幅是最小值 9练习55第5章波动性5第5章波动性5-1当机械波通过不同的介质时，其波长、频率和速度中的哪一个会改变？哪个不会变？5-2振动和波动之间的区别和联系是什么？波动表达式y=Acos(t-x/u) )，x/u是什么意思？是什么意思？如果上述公式改为y=acos ( t-x/u) ，x/u是什么意思？5-4已知的波函数是Y=ACOS(英国电信-CX)，试着找出波的振幅、波速、频率和波长。(a，b/c，b/2，2/c) 5-5有一系列平面简谐波，坐标原点按y=Acos(t )规则振动。即A=0.10m米，T=0.50s秒，=10米。试着找出：(1)波函数的表达式；(2)波浪线上相距2.5m的两点之间的相位差；(3)如果t=0，在坐标原点的粒子振动位移为Y.=0.050m米，向平衡位置移动，找到初始相位并写出波函数。(1) y=0.10cos 2 (2.0t-x/l0) m，(2)，/2，(3)y=0.10 cos2(2.0t-x/l0)/3m105-6p和q是具有相同方向、频率、相位和振幅的两个波源。让它们在介质中产生的波的波长为，PQ之间的距离为1。5。r是在PQ线上的Q点之外的任何一点。试着找出：(1)当波从1)PQ两点到达R时的相位差；(2)r点的振幅(3；0)沿绳索行进的5-7的剪切波函数是y=0.10cos (0.01 x-2 t) m。试着找出(1)波的振幅、频率、传播速度和波长；(2)绳索上颗粒的最大横向振动速度。(1)0.10米；1.0赫兹；200 ms-1；200 m (2) 0.63 ms-1 5-8设y为球形波的每个粒子振动的位移，r为