大物大题及答案
大物习题答案第4章机械振动
第4章 机械振动4.1基本要求1．掌握描述简谐振动的振幅、周期、频率、相位和初相位的物理意义及之间的相互关系2．掌握描述简谐振动的解析法、旋转矢量法和图线表示法，并会用于简谐振动规律的讨论和分析3．掌握简谐振动的基本特征，能建立一维简谐振动的微分方程，能根据给定的初始条件写出一维简谐振动的运动方程，并理解其物理意义4．理解同方向、同频率简谐振动的合成规律，了解拍和相互垂直简谐振动合成的特点4.2基本概念1．简谐振动 离开平衡位置的位移按余弦函数（或正弦函数）规律随时间变化的运动称为简谐振动。
简谐振动的运动方程 cos()x A t ωϕ=+2．振幅A 作简谐振动的物体的最大位置坐标的绝对值。
3．周期T 作简谐振动的物体完成一次全振动所需的时间。
4．频率ν 单位时间内完成的振动次数，周期与频率互为倒数，即1T ν=5．圆频率ω 作简谐振动的物体在2π秒内完成振动的次数，它与频率的关系为22Tπωπν== 6．相位和初相位 简谐振动的运动方程中t ωϕ+项称为相位，它决定着作简谐振动的物体状态；t=0时的相位称为初相位ϕ7．简谐振动的能量 作简谐振动的系统具有动能和势能。
弹性势能222p 11cos ()22E kx kA t ωϕ==+ 动能[]22222k 111sin()sin ()222E m m A t m A t ωωϕωωϕ==-+=+v弹簧振子系统的机械能为222k p 1122E E E m A kA ω=+== 8．阻尼振动 振动系统因受阻尼力作用，振幅不断减小。
9．受迫振动 系统在周期性外力作用下的振动。
周期性外力称为驱动力。
10．共振 驱动力的角频率为某一值时，受迫振动的振幅达到极大值的现象。
4.3基本规律1．一个孤立的简谐振动系统的能量是守恒的物体做简谐振动时，其动能和势能都随时间做周期性变化，位移最大时，势能达到最大值，动能为零；物体通过平衡位置时，势能为零，动能达到最大值，但其总机械能却保持不变，且机械能与振幅的平方成正比。
大物习题答案1
习 题 一1—1 一质点在平面xOy 内运动，运动方程为x =2t ，2219t y -= (SI)。
(1)求质点的运动轨道；(2)求t =1s 和t =2s 时刻质点的位置矢量；(3)求t =1s 和t =2s 时刻质点的瞬时速度和瞬时加速度；(4)在什么时刻，质点的位置矢量和速度矢量垂直?这时x 、y 分量各为多少?(5)在什么时刻，质点离原点最近?最近距离为多大?[解] 质点的运动方程:t x 2=，2219t y -= (1)消去参数t ，得轨道方程为: 22119x y -= (2)把t=1s 代入运动方程，得j i j i r 172)219(22+=-+=t t 把t =2s 代入运动方程，可得j i j i r 114)2219(222+=⨯-+⨯= (3)由速度、加速度定义式，有4/,0/4/,2/-====-====dt dv a dt dv a t dt dy v dt dx v y y x x y x所以，t 时刻质点的速度和加速度为 j i j i t v v v y x 42-=+= j j i a 4-=+=y x a a所以，t=1s 时，j i v 42-=，j a 4-= t=2s 时，j i v 82-=，j a 4-= (4)当质点的位置矢量和速度矢量垂直时，有 0=⋅v r即 0]42[])219(2[2=-⋅-+j i j i t t t 整理，得 093=-t t解得 3,3;0321-===t t t (舍去) m 19,0,s 011===y x t 时 m 1,m 6,s 322===y x t 时 (5)任一时刻t 质点离原点的距离 222)219()2()(t t t r -+= 令d r/d t =0 可得 t =3所以，t =3s 时，质点离原点最近 r1—2 一粒子按规律59323+--=t t t x 沿x 轴运动，试分别求出该粒子沿x 轴正向运动；沿x 轴负向运动；加速运动，减速运动的时间间隔。
大物习题册答案及详解(山东理工大学大二上学期2020版)
4.如图所示，一点电荷q位于正立方体的A角上，则通过侧面abcd的电通量Φe=q/24ε0
考点: 高斯定理公式 （课本118页 6-18） 解法：1.建立一正方体高斯面（补7个如图正方体），使A点位于正中心
考点:电势是一个与引进电荷无关，完全由电场自身的性质和相对位置决定的物理量。电场中某点电势的大小与零 电势点的选取有关。
2.在边长为a的正方体中心处放置一电量为Q的点电荷，设无穷远处为电势零点，则在一个侧面的中心处的电势为
（B）
（A）Q/4πε0a
（B）Q/2πε0a
（C）Q/πε0a
（D）Q/2√2πε0a
q/(1/r-1/r0)/4πε0
考点：电势的计算
解法：U=∫
r0 r
E·dr
=∫
r0 qdr r 4πε0r
2
=q/(1/r-1/r0)/4πε0
（课本122页
6-29b）
பைடு நூலகம்
3.一质量为m、电量为q的小球，在电_场__力__作__用下，从电势为U的a点移动到电势为零的b点，若已知小球在b点的 速率为Vb，则小球在a点的速率Va=√Vb2-2qU/m
②均匀带电球面内的电势UP2=Q/4πε0R（课本123页例6-8结论得）， ③UP=UP1+UP2.
6.在带电量为-Q的点电荷A的静电场中，将另一带电量为q的点电荷B从a点移到b点，a、b两点距离点电荷A的距 离分别为r1和r2，如图所示，则移动过程中电场力做的功为（C） （A）-Q（1/r1-1/r2)/4πε0 （B）qQ（1/r1-1/r2)/4πε0 （C）-qQ（1/r1-1/r2)/4πε0 （D）-qQ/4πε0（r2-r1) 考点：电场力的功 解法：Aeab=q（UA-UB）=q(-Q/4πε0r1— -Q/4πε0r2）=-qQ（1/r1-1/r2)/4πε0 （课本123页 6-31）
大物下期末考试试题及答案
大物下期末考试试题及答案试题一：牛顿第二定律的应用题目：一个质量为5kg的物体在水平面上受到一个水平方向的力F=20N，求物体的加速度。
答案：根据牛顿第二定律，力F等于质量m乘以加速度a，即F=ma。
将已知数值代入公式，得到20N = 5kg * a，解得a = 20N / 5kg =4m/s²。
试题二：动能定理的应用题目：一个质量为2kg的物体从静止开始，受到一个恒定的力F=10N，经过4秒后，物体的动能增加了多少？答案：根据动能定理，力F做的功等于物体动能的增加量。
力F做的功W=F*d，其中d是物体移动的距离。
由牛顿第二定律，F=ma，得a=F/m=10N/2kg=5m/s²。
物体移动的距离d=1/2*a*t²=1/2*5m/s²*(4s)²=40m。
因此，W=F*d=10N*40m=400J。
所以物体的动能增加了400J。
试题三：动量守恒定律的应用题目：一个质量为3kg的物体以10m/s的速度向正北方向运动，与一个质量为2kg的物体以5m/s的速度向正南方向运动相撞。
如果碰撞后两物体粘在一起，求它们共同的速度大小和方向。
答案：碰撞前后系统的总动量守恒。
设碰撞后物体共同的速度为v，方向为北为正。
则碰撞前的总动量为：3kg*10m/s - 2kg*5m/s =25kg*m/s。
碰撞后的总动量为：(3kg + 2kg)*v。
根据动量守恒，25kg*m/s = 5kg*v，解得v = 5m/s。
因此，碰撞后物体共同的速度大小为5m/s，方向向北。
试题四：简谐振动的周期公式题目：一个质量为1kg的弹簧振子，其弹簧常数为100N/m。
当振子从平衡位置开始做简谐振动，求其振动周期。
答案：简谐振动的周期公式为T = 2π * √(m/k)，其中m是振子的质量，k是弹簧常数。
将已知数值代入公式，得到T = 2π *√(1kg/100N/m) = 2π * √(0.01s²) = 2π * 0.1s = 0.2πs。
大物解答题及其答案
热学部分：1.等（定）压摩尔热容和等（定）容摩尔热容的物理含义是什么？它们分别取决于哪些因素？答：1mol物质在等压过程中温度升高1K时所吸收的热量称为等压摩尔热容，同理，1mol物质在等容过程中温度升高1K时所吸收的热量称为等容摩尔热容。
理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容只与气体分子的自由度有关。
2.理想气体等压过程的特征是什么？在此过程中热量、作功和内能如何表示？答：理想气体的等压过程的特征是压强为恒量，改变温度；热量、内能和功都在变化。
且热量：内能增量：气体对外作的功：3.理想气体等容过程的特征是什么？在此过程中热量、作功和内能如何表示？答：理想气体等容过程的特征是，体积为恒量，改变温度；对外作功为零，热量等于内能的增量。
热量和内能增量：气体对外作的功：4.理想气体等温过程的特征是什么？在此过程中热量、作功和内能如何表示？答：理想气体等温过程的特征是温度是恒量，改变压强；内能变化为0.系统吸收的热量等于对外做的功。
吸收热量和对外作功：内能增量：5.简述卡诺循环过程；提高热机效率的途径有哪些？答：卡诺循环是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程，它是由两个等温和两个绝热的平衡过程组成。
按照循环方向的不同，分为卡诺正循环和卡诺负循环，分别对应热机和制冷机。
以卡诺正循环为例，第一过程是等温膨胀，从高温热库吸入热量，第二过程是绝热膨胀，第三过程是等温压缩过程，系统向低温热库放出热量，第四过程是绝热压缩过程。
提高热机效率的方式主要有两种，提高高温热库温度，降低低温热库温度。
6.给出热力学第二定律的两种以上叙述方式。
证明能否用一个等温过程和一个绝热过程构成一个循环过程。
答：开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功，而不引起其他变化。
（或者，第二类永动机是不可能实现的。
）克劳修斯描述：热量不能自动的从低温物体传到高温物体。
由一个等温过程和绝热过程不能构成一个循环过程，理由如下：假设有一热机等温过程中吸收热量并在绝热膨胀过程中将吸收的热量完全转化为功，这显然与热力学第二定律的开氏表述矛盾，同理，再假设有一制冷机，经历一次绝热压缩后向低温热库吸热并在等温过程完全用于制冷，将这两个过程做成一个复合热机，一次循环后，外界没有作功，二热量却自动的从低温热源传到高温热源，与热力学第二定律的克氏表述矛盾。
大物参考答案
©物理系_2015_09《大学物理AII 》作业 No.01 机械振动一、 判断题：（用“T ”表示正确和“F ”表示错误） [ F ] 1．只有受弹性力作用的物体才能做简谐振动。
解：如单摆在作小角度摆动的时候也是简谐振动，其回复力为重力的分力。
[ F ] 2．简谐振动系统的角频率由振动系统的初始条件决定。
解：根据简谐振子频率mk=ω，可知角频率由系统本身性质决定，与初始条件无关。
[ F ] 3．单摆的运动就是简谐振动。
解：单摆小角度的摆动才可看做是简谐振动。
[ T ] 4．孤立简谐振动系统的动能与势能反相变化。
解：孤立的谐振系统机械能守恒，动能势能反相变化。
[ F ] 5．两个简谐振动的合成振动一定是简谐振动。
解: 同向不同频率的简谐振动的合成结果就不一定是简谐振动。
二、选择题：1. 把单摆从平衡位置拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度θ，然后由静止放手任其振动，从放手时开始计时。
若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初相位为[ C ] (A) θ; (B) π23; (C) 0; (D) π21。
解：对于小角度摆动的单摆，可以视为简谐振动，其运动方程为： ()()0cos ϕωθθ+=t t m ，根据题意，t = 0时，摆角处于正最大处，θθ=m ，即：01cos cos 0000=⇒=⇒==ϕϕθϕθθ2．一个简谐振动系统，如果振子质量和振幅都加倍，振动周期将是原来的 [D] (A) 4倍(B) 8倍(C) 2倍(D)2倍解： m T k m T m k T ∝⇒=⇒⎪⎭⎪⎬⎫==/2/2πωωπ,所以选D 。
3. 水平弹簧振子，动能和势能相等的位置在：[ C ] (A)4A x =(B) 2A x = (C) 2A x = (D)3Ax =解：对于孤立的谐振系统，机械能守恒，动能势能反相变化。
那么动能势能相等时，有：221412122Ax kx kA E E E p k =⇒====，所以选C 。
大物实验期末考题填空和大题
1.用米尺测得某物体的长度为４.32cm,现用精度为的量具测量，则测量结果的有效数字有（5）位；若用精度为的量具测量，则应有（6）位有效数字。
2.用扭摆法测量物体的转动惯量先要测出一个转动惯量已知物体摆动的（摆动周期）,再算出本仪器弹簧的（扭转常数）。
若要测量其它形状物体的转动惯量，只要将待测物体放在本仪器项目的各种夹具上，测定其(摆动周期)。
3.三线摆法测物体的转动惯量具有较好的物理思想，其优点有（设备简单，直观，测试方便）。
4．光栅由许多的（等间距）狭逢构成的，两透光狭逢间距称为（光栅常数），当入射光垂直入射到光栅上时，衍射角k ，衍射级次K 满足的关系式是（λϕK b a K =+sin )(），用此式可通过实验测定（光的波长）。
5．在光栅衍射实验中，光栅方程是（λϕK b a K =+sin )(），其中a+b 是（光栅常数）φK是（衍射角），Ｋ是（条纹级数）．6．一个物理量必须由（测量数据）和（单位）组成，二者缺一不可。
物理量的测量一般可分为（直接测量）和（间接测量）。
测量结果的三要素是（测量数据）、（测量单位）和（测量不确定度）。
绝对误差是（测量量）与（标准值）之差；相对误差是（测量量）与（标准值）之比的百分数。
7．对某一量进行足够多次的测量，则会发现其随机误差服从一定的统计规律分布。
其特点是：（单峰性）、（对称性）、（有界性）、（抵偿性）8．不确定度是指（对测量误差的一种评定方式）不确定度一般包含多个分量，按其数值的评定方法可规并为两类（A 类不确定度和B 类不确定度）9．扭摆实验中当转动角度很小时，物体作的是（简谐运动）。
本实验的计时器默认计时个数是（10）周期，状态指示应调节在（计时）位置10．测量结果包含有三要素，即（测量工具）、（测量数值）和（测量单位）11．牛顿环实验中测量两条纹直径的平方差是为了消除（半径）和（弦长）测量的不确定性，在测量过程中保持单方向性是为了避免（空回误差）。
大物实验理论题库及答案—精选的八套题
大物实验理论题库及答案Metaphorl一、填空题(20分，每题2分)1 •依照测量方法的不同，可将测量分为_________________ 和_______________ 两大类。
2•误差产生的原因很多，按照误差产生的原因和不同性质，可将误差分为疏失误差、和随机误差系统误差。
3. _________________________测量中的视差多属__ 随机_____________________________________ 误差；天平不等臂产生的误差属于____________ 系统误差。
4. 已知某地重力加速度值为9.794 m/s2，甲、乙、丙三人测量的结果依次分别为：9.790 ± 0.024m/s 2、9.811 ± 0.004m/s2、9.795 ±0.006m/s 2，其中精密度最高的是 _乙 _____ ，准确度最高的是丙。
5 •累加放大测量方法用来测量微小等量物理量，使用该方法的目的是减小仪器造成的误差从而减小不确定度。
若仪器的极限误差为0.4，要求测量的不确定度小于0.04，则累加倍数N>6 。
6. 示波器的示波管主要由电子枪、偏转板和荧光屏组成。
7. 已知y=2X1-3X2+5%，直接测量量X，%，X3的不确定度分别为△ X、△X3,则间接测量量的不I 2 2 2确定度△ y= 4X1 9X2 25X3。
&用光杠杆测定钢材杨氏弹性模量，若光杠杆常数(反射镜两足尖垂直距离) d=7.00cm，标尺至平面镜面水平距离D=105.0 cm,求此时光杠杆的放大倍数 K=30o9、对于0.5级的电压表，使用量程为3V,若用它单次测量某一电压U,测量值为2.763V，则测量结果应表示为 U= 2.763 ± 0.009V，相对不确定度为 B= 0.3 %。
10、滑线变阻器的两种用法是接成分压线路或限流线路。
二、判断题(“对”在题号前( )中打V, “错”打X) (10分)(t ) 1、误差是指测量值与真值之差，即误差 =测量值-真值，如此定义的误差反映的是测量值偏离真值的大小和方向，既有大小又有正负符号。