2015大學物理上作業答案
第1章
質點運動學
一、選擇題:
1.D
2.B
3.C
4.D
5.B,6B,7A
A
二、填空題
1.,。
2.3.4.16rad,16rad/s,5.三計算題
解:軌跡方程,物體做的圓周運動,半徑為3m
(2)(m/s)
(m/s2)
(3)
2.3.
答案:
解
(1)由消去t得軌跡方程
(2)位置矢量
(3)t=1s和t=2s時位置矢量分別為
(4)速度矢量
(5)加速度矢量
4.解(1)
(2)
5.第2章
牛頓運動定律
一選擇題:
1.C
2.D
3.C
4.A
5.B
6.D
二.填空題
1.慣性系,非慣性系
2.,3.,4.a=1.5m/s2,v=2.7m/s,a=1.5m/s2,5.,3mg.三.計算題
1.1、2.3.建立自然坐標,切向
法向
而
分離變量積分
得
4.(1)
(2)
(3)
x值最大,5.證明
第3章
動量守恒定律和能量守恒定律
一、選擇題
1.B,2.C
3.C,4C
5.C,6.B,7.A,8A。
二、填空題
1.外力和非保守內力不做功或做功的代數和為零,不受外力或外力的矢量和為零。
2.0.21
cm,400J
3.3.2m/s,25.6J。
4.。、、5.a=1.5m/s2,v=2.7m/s,a=1.5m/s2,三、計算題
1.(a)
根據功能原理,有
4.25
(m)
(b)根據功能原理有
8.16
(m/s)
2.3.t=0時,t=2s時,t=1s時,4.解:(1)已知勢能零點位于坐標原點,則x處的勢能
(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,保守力做的功等于勢能增量的負值,即
5.解:利用題中條件可以得到力的表達式,然后根據功的定義求解,由可知物體運動速度,所以阻力為
又由,將消去后可得
所以阻力做功為
6.解:(1)由位矢方程可知,質點在方向的運動方程分別為,消去,得軌跡方程,質點做軌跡為橢圓的曲線運動。
(2)質點所受作用力
可見指點所受作用力指向坐標原點,是有心力.力的兩個分量分別為,質點從點到點時,作功
作功
(3)考察質點從任意點運動到任意點,作的功
+=+
可見作功只與始末位置有關,與路徑無關,是保守力。
解法1:,解法2:動能定理
解法3:功能原理,,第4
章
剛體力學
一、選擇題
1C
2.B,3.A,4.C,5.B,6.D
二、填空
1.勻角速轉動,轉動慣性
2.(1);(2)
;(3)
3.(1);(2);
4.22rad,19rad/s,,三、計算
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,并利用關系,由以上各式,解得
;;
(2)時
;;
2.解:(1),(2),3
解:,又,所以,兩邊積分得:,所以
4、解:碰撞角動量守恒:
5.解:根據角動量守恒
(1)
(2)
6.7.答案:1)轉動慣量:
2)角速度:轉動過程中機械能守恒
于是
角加速度:
3)速度:
加速度:切向加速度
法向加速度
合加速度
8.(1)
第5章
真空中的靜電場
一
選擇題
1.B
2.A
3.B
4.C
5.D、6D
二
填空題1、、0、2、,有源場,=
0、保守場.3.0、三、計算題
1.2.由對稱可知,x
方向電場強度為0,3.(1)
4.(1)作半徑為r,高位h的同軸高斯柱面
5、解:在球體作半徑為r的同心高斯球面,設上的電場強度為,對運用高斯定理,有
式中是所圍的電荷量
=
所以,在球體內離球心r處的電場強度為
在球外作半徑為r的同心高斯球面,設上的電場強度為,對運用高斯定理,有
包圍了整個球體
所以,在球體外離球心r處的電場強度為
6、得
2分
當r 4分 當r>R時,則 6分 (2) 8分 U= 10分 第六章 電場中的導體 一、選擇題 1E、2D、3D、4C、5B 二、計算題 1.解:(1) r R1 R2 (2)由于球殼接地,其電勢為零,在r=R2上選一點Q,(3)根據(2),V2=0,V1= 2.(1) 球心處的電勢以及金屬球上的感應電荷在球心處產生的場強。 (2)若將金屬球接地,球上的靜電荷為多少? 2、電勢:金屬球面上總電荷為零,所以u==0 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 恒定磁場 一選擇題 1C、2A、3C、4E、5B、6C、7A 二、填空題 1、,方向垂直紙面向內。 2、;垂直紙面向外 3、μ04、;與角速度方向相同 5.6.。 7.,向里。 三、計算題 2.。 3.4.5.(1) (2) (3) (4) 6、第8章 電磁感應作業題 一、選擇題 1D、2C、3B、4C、5A、6D、7B 二、填空題 1.電動勢的大小 0.8V 方向 順時針方向 2.感應電動勢的大小 3.感生電場產生的原因:變化的磁場產生感生電場 4.動生電動勢的產生的原因是:電荷在磁場中運動受到洛倫茲力 .,?i。 三、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:以電流位置為坐標原點,水平方向建立X坐標軸。在桿上取一元線段dl,其坐標為,桿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閉合回路感應電動勢大小的方向為順時針沿閉合回路,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 7、答案(1) 方向為逆時針方向 方向向右