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15屆 大學物理上 作業答案

2020-12-10 22:20:02下載本文作者:會員上傳
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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:

(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

分離變量積分

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

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

選擇題

1.B

2.A

3.B

4.C

5.D、6D

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:

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

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