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

R2R3時，由于高斯面內部電荷代數和為零，場強為零

（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