大学物理二重点习题集

1、P42:1.2.4某质点做直线运动的规律为,在SI单位制下,质点在前5秒内的平均速度和路程为(),A1m.s-1,5m;,E2m.s-1,13m;,D3m.s-1,5m;,C1m.s-1,13m;,B3m.s-1,13m;,教材第二版部分选择、填空题解答,解:,教材第二版部分选择、填空题解答,教材第二版部分选择、填空题解答,P42:1.2.10某人以4km.h-1的速率向东前进时,感觉风从正北吹来;如果将速率增加一倍,感觉风从东北方向吹来,实际风速与风向为:(),A4km.h-1,从西北方向吹来;,B4km.h-1,从北方向吹来;,C,从西北方向吹来;,D,从东北方向吹来.,C,教材第二版部分

2、选择、填空题解答,解:,地球:静止参考系,人:运动参考系,风:运动物体,则,风速,即绝对速度大小,方向恒定,教材第二版部分选择、填空题解答,做出矢量三角形如图,则可知,教材第二版部分选择、填空题解答,P41:1.1.7一质点做圆周运动的角量方程为.它在2s末的角坐标为_,在第3s内的角位移为_,角速度为_;在第2s末的角速度为_,角加速度为_;在第3s内的角加速度为_,质点做_运动.,匀加速圆周,教材第二版部分选择、填空题解答,解:,教材第二版部分选择、填空题解答,第1章部分习题解答,P42题1.3.6,一汽艇在静水中航行,因受水的阻力作用,关闭发动机后,汽艇将从速率减速运动.设加速度(a与速

3、度反向),式中为比例常数.试求:,(2)在这段时间内,汽艇所走过的路程.,(1)汽艇从速率开始到停下来所经历的时间;,第1章部分习题解答,解:(1),第1章部分习题解答,沿船运动方向建立x轴,原点取在关闭发动机船所在位置,此时也为计时起点,则上式积分得,(2),2.1.5倾角为30度的一个斜面放置在水平桌面上，一质量为2kg的物体沿斜面下,滑，下滑的加速度为3,如果此时斜面静止在桌面上不动，则斜面与桌面间,的静摩擦力大小,解：斜面对桌面的静摩擦力,与滑块对斜面的水平合力,平衡。,P72:2.2.6如图所示,将用轻质不能伸长的细绳系住的小球拉到水平位置后,由静止释放,则小球在下摆过程中,总加速度

4、a的大小为(),解:如图,教材第二版部分选择、填空题解答,如图所示,将一质量m=10kg的小球挂在倾角为的光滑斜面上,试求:当斜面以加速度a=g/3沿水平方向向右运动时,绳中的张力和小球对斜面的正压力.,第二章部分习题答案,P73题2.3.11,解:受力情况如图,方法一,坐标系如图,可得,第二章部分习题答案,可解得:,根据牛顿第三定律,小球对斜面的压力,方法二,如右图所示建立坐标系,则,3.1.1.如图所示，一质量为m的物体，位于质量可以忽略不计的直立弹簧上方高度为H处，该物体从静止开始向弹簧下落，如果弹簧的劲度系数为k，不考虑空气阻力，则物体可能获得的最大动能为_,解：物体重力与弹簧弹力相平

5、衡时，动能最大.,3.2.8.如图所示，一物体挂在弹簧下面，平衡位置在O点，现用手向下拉物体，第一次把物体从O点拉到M点，第二次由O点拉到N点，再由N点送回到M点，则在这两个过程中,解：保守力做功与路径无关，只跟初末位置有关,(A).弹性力做功相等，重力做功也相等；(B).弹性力做功不相等，重力做功也不相等；(C).弹性力做功相等，重力做功不相等；(D).弹性力做功不相等，重力做功相等,3.3.13.如图所示，有一小球，其质量为m，以一条长l=0.5m，重量忽略不计的线悬挂在固定点而形成一摆此摆最大的摆动角是与竖直线交成60o角试求：（1）该球经过竖直线时的速度是多大？（2）在最大摆动角的位置

6、时，其瞬时加速度是多大？,解:（1）机械能守恒,（2）,4.1.3子弹在枪管内击发时，受到随时间变化的火药爆炸推力大小为F=400-4/3X10t的作用，其中F的单位为N，t的单位为S,子弹从枪口飞出时的速度为300m/s,试问1）子弹受到的爆炸力冲量的为；2）子弹的质量。,解：,这道题有问题，子弹到枪口的时间无法计算,4.2.11,如图所示，由一小块物体置于光滑的水平桌面上，有一细绳其一端系于此小物体上，另一端穿过桌面的中心一个小孔，该物体原以角速度W在距孔R的圆周上转动。今将绳子从小孔缓慢下拉，则物体：（D）（A)动能不变，动量改变；（B)动量不变，动能改变（C）角动量不变，动量不变（D）

7、角动量不变，动能和动量改变,解：,4.3.16如图所示，一质量为的子弹射入一个静止在水平面上的质量为的木板内，木块右方连接一轻质弹簧，木块被子弹击中后，向右运动压缩弹簧而停止。设弹簧的劲度系数为，木块与水平面的摩擦系数为.，试求子弹的初速度的大小？,解：m和M相碰的过程中，系统动量守恒。,弹簧被压缩的过程中，由功能原理有,5.1.7一飞轮的半径R=1.5m,初始时刻的转速为,角加速度为,在t=2s时刻,飞轮的角速度是_,飞轮边缘上一点的加速度大小是_.,教材第二版部分选择、填空题解答,解:,教材第二版部分选择、填空题解答,5.2.8两个完全相同的飞轮，在同一中心轴线上，分别以和的角速度沿相反方

8、向转动，在沿轴线的方向将二者啮合在一起，获得相同的角速度，此时飞轮的动能和原来二飞轮总动能的比为：（A）增大到5倍；（B）减少到；（C）减少到；（D）增大到10倍；（E）减少到,解：A、B飞轮在啮合过程中，对轴无外力矩作用，故有，假设以B转动方向为正，则有：，其中开始时总动能为最后总动能为选择答案（C）,第5章部分习题解答,(2)设从开始转动到停下来所需时间为,则,第5章部分习题解答,也可以,2010.4.13,第5章部分习题解答,P153题5.3.17,如图所示,一均质棒长2L,质量为m,以与棒长方向相垂直的速度v0在水平面内运动时与固定的O点发生完全非弹性碰撞,发生相碰处距棒中心为L/2.

9、求棒在碰撞后的瞬时绕O点转动的角速度大小.,第5章部分习题解答,解:,碰撞过程中,棒的角动量守恒参考正方向如图,则,第5章部分习题解答,P153题5.3.18,如图所示,轮对中心轴O的转动惯量为J,半径为r,如果在轮边缘上绕一轻绳,下端一质量为m的重物,设轮转动时所受的阻力矩为.求重物自静止开始下落距离h时轮的角速度.设绳与轮间无相对滑动.,解：,受力情况及坐标系如图,由转动定律和牛顿第二定律可得,第5章部分习题解答,第5章部分习题解答,又因为,向右,向右,向左,解:如图，由无限大带电平板的场强公式，可知，,再由场强叠加原理有：,向右,向右,向左,P371:10.2.6如图,将位于P点的点电荷

10、移动到K点,则(),P37210.2.12已知带电体的静电场中的Ur关系曲线如图所示，则该带电体是（）（A）半径为R的均匀带电球体；（B）半径为R的均匀带电球面；（C）半径为R的均匀带电圆柱体；（D）半径为R的均匀带电圆柱面。,B,解：观察曲线可知，在rR时，电势与r成反比，说明该带电体是球对称的，因此，,P373题10.3.12,一无限长直均匀带电线，线电荷密度为试求电场强度的大小,则，由高斯定理,解:长直电线的电场分布具有轴对称性,取半径为r,高为l,带电线为轴的圆柱面为高斯面(如图),第10章部分习题解答,P370题10.3.22如图所示,已知,.现将的点电荷按以下方式移动,试求电场力所

11、做的功:(1)从A点移动到B点;(2)从C点移动到D点;(3)从D点移动到B点.,第10章部分习题解答,解:,由电势叠加原理得,同理得,(2),(3),(1),第10章部分习题解答,2015.3.22,P372题10.3.32正电荷q均匀分布在半径为R的细圆环上.试求:(1)环轴线上距环心为x处的点P的电势;(2)通过电势梯度求P点的场强.,解:,(1),第10章部分习题解答,(2),2015.3.16,第10章部分习题解答,教材第二版部分选择、填空题解答,P42:11.1.11有一平行板电容器，板面积为S，板间距离为d，在板间充满介电常量为的均匀电解质，当两板分别带电+Q和-Q时，板间电位移

12、矢量D=，电场强度矢量E=，电场能量密度we=，电场能量W=，根据电场能量公式，电容C=。,教材第二版部分选择、填空题解答,解:,根据有电介质存在时的高斯定理，可以求出电容器内有电解质存在时，电场能量密度为电场能量可得,P41:11.2.6一平行板电容器，板间距离为d，对电容器充电后将电源断开，然后将板间距离增大到2d，忽略边缘效应，则：（D）A:电容器电容增大1倍B:电容器所带电量增大一倍C:板间电场强度增大一倍D:电容器储存的电场能量增大一倍,教材第二版部分选择、填空题解答,教材第二版部分选择、填空题解答,解:,对平板电容器来说，电容公式为板间距增大一倍，电容减小一倍，A错。断电后板上所带

13、电量不变，电量只由充放电决定，B错。电容器内电场为极板距离增加过程中，面电荷密度和介电常数均不变，电场强度不变，C错。电容器储存能量为电容器电容C减小一倍，故电场能量W增大一倍，D对。选D,第11章部分习题解答,P408题11.3.7,(2)如果用导线把AB两球连接起来再求以上两点的电势,半径为的金属球A,带电荷把一个原来不带电半径为的金属球壳(厚度不计)同心地罩在A球的外面.试求:,(1)处的电势;,第11章部分习题解答,第11章部分习题解答,第11章部分习题解答,55,P475,13.1.10如图所示，载流导线段是半径为R的1/4圆周，电流I由a流向b，磁感强度为的均匀磁场与导线垂直并指向

14、纸内，则段所受的安培力大小为_，方向为_；若均匀磁场磁感应线平行于ab方向，则段所受的安培力的大小等于_，方向_。,图（a）,图（b）,56,解:图（a）参照书P462例13.6.2结论：,任意平面载流导线在与其垂直的均匀磁场中所受的安培力,与电流始点到终点连接的载流直导线所受的安培力相同.,图（b）,如图建立坐标系，取一电流元：,由安培定律表达式知：该电流元受力垂直纸面向里。分析可知，该电流左1/2受力向里，右1/2受力向外。两段受力方向相反。,左半段电流或右半段电流的大小为：,57,P477:13.2.14一个N=100匝的圆形线圈,其有效半径为R=5.0cm,通过的电流I=0.10A,当该线圈在磁感应强度大小B=1.5T的外磁场中从的位置转到的位置时(为外磁场方向与线圈磁矩之间的夹角),外磁场B做的功为(),解:,58,P480题13.3.19如图所示,一矩形载流线圈由200匝相互绝缘的细导线绕成,矩形边长分别为10cm、5cm,导线中的电流I=10A,该线圈可绕它的一边OO转动.当加上B=0.05T的均匀外磁场与线圈平面成角时,试求:该线圈所受的磁力矩,解:,由右手螺旋法则可知，的方向：竖直向下,15.3.