(完整版)第8版医用物理学课后习题答案.doc

习题三 第三章流体的运动

3-1

若两只船平行前进时靠得较近，为什么它们极易碰撞

?

答：以船作为参考系，河道中的水可看作是稳定流动，两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小，则流速增加，从而压强减小，因此两船之间水的压强小于两船外侧水

的压强，就使得两船容易相互靠拢碰撞。

3-6

水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细处的

3 倍，若出

口处的流速为 2m · s -1 ，问最细处的压强为多少 ?若在此最细处开一小孔，水会不会流出来。

(85kPa)

3-7 在水管的某一点，水的流速为 2m ·s -1 ，高出大气压的计示压强为 104Pa ，设水管的另一点的高度比第一点降低了 1m ，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的 1／2，求第二点处的计示压强。 (13 ．8kPa)

3-8 一直立圆柱形容器， 高 0.2m ，直径 0.1m ，顶部开启， 底部有一面积为

10-4 m 2 的小孔，

水以每秒 1.4 × 10 -4

3

的快慢由水管自上面放人容器中。问容器内水面可上升的高度 ?

m (0 ． 1； 11． 2s ． )

3-9试根据汾丘里流量计的测量原理，设计一种测气体流量的装置。提示：在本章第三

节图 3-5 中，把水平圆管上宽、狭两处的竖直管连接成U 形管，设法测出宽、狭两处的压强差，根据假设的其他已知量，求出管中气体的流量。

解：该装置结构如图所示。

3-10 用皮托管插入流水中测水流速度，设两管中的水柱高度分别为5× 10-3 m和 5.4 ×10-2 m，求水流速度。(0.98m · s-1 )

3-11 一条半径为3mm的小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段的有效半径为2mm，血流平均速度为 50 ㎝· s-1，试求

(1) 未变窄处的血流平均速度。(0.22m ·s—1)

(2) 会不会发生湍流。( 不发生湍流，因 Re = 350)

(3) 狭窄处的血流动压强。(131Pa)

3-12 20

℃的水在半径为 1 × 10-2 m 的水平均匀圆管内流动，如果在管轴处的流速为

0． 1m · s -1 ，则由于粘滞性，水沿管子流动 10m 后，压强降落了多少 ? (40Pa)

3-13 设某人的心输出量为 0． 83×10— 4m 3· s -1 ，体循环的总压强差为

12． 0kPa ，试求此

人体循环的总流阻 ( 即总外周阻力 ) 是多少 N ． S · m -5 ， ?

3-14 设橄榄油的粘度为 0．18Pa ·s ，流过管长为 0．5m 、半径为 1 ㎝的管子时两端压强

4

(8 ． 7×10 — 4

3-1

)

差为 2× 10 Pa ，求其体积流量。 m · s

3-15 假设排尿时，尿从计示压强为 40mmHg 的膀胱经过尿道后由尿道口排出，已知尿道

长 4 ㎝，体积流量为 21 ㎝ 3·s -1 ，尿的粘度为 6．9×10-4 Pa ·s ，求尿道的有效直径。 (1

．4mm)

3-16 设血液的粘度为水的 5 倍，如以 72 ㎝· s -1

的平均流速通过主动脉，试用临界雷诺 数为 1000 来计算其产生湍流时的半径。已知水的粘度为

6．9× 10-4 Pa · s 。(4． 6mm)

3-17

一个红细胞可以近似的认为是一个半径为

2． 0× 10-6 m 的小球，它的密度是 1．09

3

— 3 37℃的血液中沉淀 1 ㎝所需的时间。假设血浆的粘度

× 10 kg · m 。试计算它在重力作用下在 为 1． 2×10

-3

3—3

2

5

Pa · s ，密度为 1． 04×10 kg · m 。如果利用一台加速度

( ω r) 为 10 g 的超速离 心机，问沉淀同样距离所需的时间又是多少

?

(2

． 8× 104s ；0． 28s)

习题四第四章振动

4-1什么是简谐振动?说明下列振动是否为简谐振动：

(1)拍皮球时球的上下运动。

(2)一小球在半径很大的光滑凹球面底部的小幅度摆动。

4-2 简谐振动的速度与加速度的表达式中都有个负号，这是否意味着速度和加速度总是负值 ?是否意味着两者总是同方向 ?

4-3 当一个弹簧振子的振幅增大到两倍时，试分析它的下列物理量将受到什么影响：振动

的周期、最大速度、最大加速度和振动的能量。

4-4 轻弹簧的一端相接的小球沿 x 轴作简谐振动，振幅为 A，位移与时间的关系可以用余弦函数表示。若在 t=o 时，小球的运动状态分别为

(1)x=- A。

(2) 过平衡位置，向x 轴正方向运动。

(3) 过

x (4) 过x A

2

A

2

处，向 x 轴负方向运动。

处，向 x 轴正方向运动。

试确定上述各种状态的初相位。

4-5 任何一个实际的弹簧都是有质量的，如果考虑弹簧的质量，弹簧振子的振动周期将如何变化 ?

4-6一沿x轴作简谐振动的物体，振幅为5．0× 10-2 m，频率 2． 0Hz，在时间 t=0 时，振动物体经平衡位置处向x 轴正方向运动，求振动表达式。如该物体在t=o 时，经平衡位置处向

x轴负方向运动，求振动表达式。

[x=5 ． 0×10—2cos(4 π t —π／ 2)m； x=5． 0× 10-2 cos(4 πt+ π／ 2)m]

4-7一个运动物体的位移与时间的关系为，x=0． 10cos(2 ． 5π t+ π／ 3)m，试求： (1) 周期、角频率、频率、振幅和初相位；(2) t=2s时物体的位移、速度和加速度。

[(1)0．80s；2．5π· s-1；1．25Hz；0．10m；π／3(2)-5× 10-2m；0．68m／s；3.1m·s-2]

4-8两个同方向、同频率的简谐振动表达式为，x1=4cos(3 π t+ π/3)m 和 x 2=3cos(3 π t- π /6)m ，试求它们的合振动表达式。[x=5cos(3πt+0.128π )m]

4-9两个弹簧振子作同频率、同振幅的简谐振动。第一个振子的振动表达式为x1=Acos ( ω t+ φ ) ，当第一个振子从振动的正方向回到平衡位置时，第二个振子恰在正方向位移的端点。

求第二个振子的振动表达式和二者的相位差。[x 2 = Acos(ωt+φ—π／ 2) ，Δφ = - π/2]

4-10由两个同方向的简谐振动：( 式中 x 以 m计， t 以 s 计 )

x1=0.05cos(10t十3π／4)，x2=0.06cos(10t -π／4)