大学物理习题答案_吴百诗
西安交大大学物理学 吴百诗ch4-3
例 在恒星系中，两个质量分别为 m1 和 m2 的星球，原来为静 止，且相距为无穷远，后在引力的作用下，互相接近，到
相距为 r 时。 求 它们之间的相对速率为多少？ 解 由动量守恒，机械能守恒
m1
mv1 mv 2 0
1 1 m1m2 2 2 m1v1 m2v 2 G 0 2 2 r
Fy 0 miv iy Py 常量
例 如图所示，两部运水的卡车A、B在水平面上沿同一方向运 动，B的速度为u ，从B上以6kg/s的速率将水抽至A上，水 从管子尾部出口垂直落下，车与地面间的摩擦不计，时刻 t 时，A车的质量为M，速度为v 。 求 时刻 t ，A 的瞬时加速度 解 选A车M和t时间内抽至A 车的水 m 为研究系统， 水平方向上动量守恒 A A B
解得
O
v1
v2
m2
x
v1 m2
2G (m1 m2 )r
2G v 2 m1 (m1 m2 )r
相对速率 v12 v1 v 2 m2
2G 2G m1 (m1 m2 )r (m1 m2 )r
§4.3 质点系动量守恒定律
当
Fi 0
i
d miv i 0 miv i 常矢量
质点系动量守恒定律 动量守恒的分量表述
Fx 0 miv ix Px 常量 Fz 0 miv iz Pz 常量
说明 (1) 动量守恒定律适用于惯性系 (2) 动量守恒定律也适用于高速，微观领域
v
u
Mv mu ( M m)v
Mv mu v M m m u v v M
mu v v v v M m v dm u v 6 a lim
大学物理(吴百诗)第三版答案
大学物理习题及解答第一章1-1 ｜r ∆｜与r ∆有无不同?t d d r 和t d d r有无不同? t d d v 和t d d v有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解：（1）r∆是位移的模，∆r 是位矢的模的增量，即r ∆12r r -=，12r r r-=∆； （2）t d d r 是速度的模，即t d d r ==v tsd d . t rd d 只是速度在径向上的分量.∵有r r ˆr =（式中r ˆ叫做单位矢），则t ˆrˆt r t d d d d d d r r r +=式中t rd d 就是速度径向上的分量，∴t rt d d d d 与r 不同如题1-1图所示.题1-1图(3)t d d v 表示加速度的模，即t v a d d=，t vd d 是加速度a 在切向上的分量.∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢），所以t v t v t v d d d d d d ττ =式中dt dv就是加速度的切向分量.(t tr d ˆd d ˆd τ 与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论)1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r ＝22y x +，然后根据v =t rd d ，22d d t r v =22d d d d ⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =222222d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有j y i x r +=，jt y i t x t r a jt y i t x t r v222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴故它们的模即为222222222222d d d d d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=t y t x a a a t y t x v v v y x yx而前一种方法的错误可能有两点，其一是概念上的错误，即误把速度、加速度定义作22d d d d t r a t r v == 其二，可能是将22d d d d t r t r 与误作速度与加速度的模。
大学物理复习题解析-吴百诗
物理学练习§1－1（总1）一、进择题：1. 某质点的运动方程为)(3723SI t t x +-=，则该质点作(A)匀加速直线运动，加速度沿X 轴正方向； (B)匀加速直线运动，加速度沿X 轴负方向； (C)变加速直线运动，加速度沿X 轴正方向；(D)变加速直线运动，加速度沿X 轴负方向。
( )解答：)(3723SI t t x +-= t -t x 2212 d d ==∴v t tva 21 d d -== ( D ) 3. 以下五种运动形式中，a保持不变的运动是(A)单摆的运动； (B)匀速率圆周运动；(C)行星的椭圆轨道运动； (D)抛体运动； (E) 圆锥摆运动。
( )解答：a 为矢量，a 保持不变说明a的大小和方向都不变（A ）a 的大小和方向都变 （B ）a的大小不变，方向变（C ）a 的大小和方向都变 （D ）a的大小和方向都不变（E ）a的大小不变，方向变 (D )4.对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的: (A)切向加速度必不为零；(B)法向加速度必不为零(拐点处除外)；(C)由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零； (D)若物体作匀速率运动，其总加速度必为零；(E)若物体的加速度a为恒矢量，它一定作匀变速率运动。
( )解答：根据t n a a a+=（A ）0≠t a说明物体作曲线运动时速度的大小改变，但是匀速率圆周运动的速度大小不变，因此该说法错误。
（B ）题目给出物体作曲线运动，说明速度的方向是变化的即0≠n a，因此该说法正确。
（C ）物体作曲线运动，速度的方向是变化的, 0≠n a,错误。
（D ）物体作曲线运动，速度的方向改变0≠n a ，所以虽然速度的大小不变，即 0=t a ，仍有0≠+=t n a a a，该说法错误。
（E ）该说法错误,例如斜抛运动，a是恒量，但做变速率运动。
(B )二、填空题，1.一质点沿X 方向运动，其加速度随时间变化关系为)(24SI t a +=，如果初始时质点的速度0υ为7m ·s -1，则当t为4s 时，质点的速度=υ 米/秒。
大学物理 吴百诗主编5-7
d
围绕分子的中心,以d为半径画出的 球叫做分子的作用球。
d
d 围绕分子的中心,以d为半径画出的截 面叫做分子的碰撞截面。 πd 2
以A分子中心的运动轨迹为轴线，以d为半径作 一曲折的圆柱体。
2d A d
上页 下页 返回 退出
在t 时间内,分子A走过的路程为:
u t
二、平均碰撞频率 Z
单位时间内一个分子和其它分子碰撞的平均次数。
三、 平均自由程 公式
每两次连续碰撞之间一个分子自由运动的平均路程。 设分子的平均速率为 v ，则
v . Z
d
(1)假定每个分子都是直径为d 的刚性小球;
(2)假定一个A分子以相对速率 u 运动,其他分子都静 止不动; 当A分子与其他分子作一次弹性碰撞 时,两个分子的中心相隔距离就是d。
Байду номын сангаас
因为 所以
u 2v
Z n u 2nπd v
2
2d A d
上页 下页 返回 退出
平均自由程：
v Z
因为
1 2 2nπd
p nkT
kT 2 2πd p
平均自由 程公式
所以
所以平均自由程与温度成正比,与压强成反比。
上页 下页 返回 退出
例题5-7
求氢在标准状态下，在1s 内分子的平均
碰撞次数。已知氢分子的有效直径为210-10m。 解:按气体分子算术平均速率公式得
8RT 3 1.70 10 m/s v πM mol
按公式 p=nkT 可知单位体积中分子数为
p 25 3 n 2.69 10 m kT
上页 下页 返回 退出
因此
大学物理吴百诗科学社课后习题答案下b
(3)波腹： 波节：
12.2868.4 km/h
第十三章
13.1 (1) B (2) B (3) A (4)B (5)D (6)B (7)D
13.2 (1)波动、横波(2)1.2mm，3.6mm(3)
(4) 1.73、300(5)完全偏振光、垂直入射面、部分偏振光
13.41.59×10-7W/m2，1.09×10-2V/m，2.91×10-5A/m
1310893427105第十章101ibaiba28610146a12a15a3a精品文档精品文档可以编辑修改等待你的下载管理教育文档1010041a方向向右10121014132102t静止在垂直位置不偏转1016qr10185571025104t200am105t200am第十一章111曲线acb直线abvblcosvbl1cosblbl151011457105wb1155710311604v2010mgr精品文档精品文档可以编辑修改等待你的下载管理教育文档111125103nc3310371103vm51032103v沿dca方向1114155105lncos17105第十二章121cos1008cms126105cm5hz525cms02s128cos10cos10121205m25ms092s121412185310510610547107精品文档精品文档可以编辑修改等待你的下载管理教育文档点干涉相消12242001031228684kmh第十三章131完全偏振光垂直入射面部分偏振光134159107109102vm291105136545nm13835104m31103131066103mm13127310513141028cm1316反
13.6 545 nm
13.8 3.5×10-4m，3.1×10-3m
大学物理(吴百诗)习题答案3运动守恒定律汇编
冲量和动量定理3-1质量m =10kg 的物体在力F x =30+4t N 的作用下沿x 轴运动，试求（1）在开始2s 内此力的冲量I ；（2）如冲量I =300N·s ，此力的作用时间是多少？（3）如物体的初速v 1=10m/s ，在t =6.86s 时，此物体的速度v 2为多少？ 解：(1) s N 68d )430(d 2020⋅=+==⎰⎰t t t FI xx(2) 300230d )430(d 2=+=+==⎰⎰tt t t t F I tt x t ，s 86.6=t(3) 1212mv mv p p I -=-=，s 86.6=t ，s N 300⋅=I ，m/s 20)1010300(101)(112=⨯-=-=mv I m v 3-2质量m =1kg 的物体沿x 轴运动，所受的力如图3-2所示。
t =0时，质点静止在坐标原点，试用牛顿定律和动量定理分别求解t =7s 时此质点的速度。
解：(1) ⎩⎨⎧≤≤+-≤≤=75355502t t t t F 50≤≤t ，t tv m2d d =，⎰⎰=500d 2d 1t t v m v ，(m/s)25251==m v75≤≤t ，355d d +-=t tvm ，⎰⎰+-=75d )355(d 21t t v m v v ，(m/s)352=v(2) s)(N 35)107(21d 7⋅=⨯==⎰t F I ，212mv mv mv I =-=，(m/s)352=v动量守恒定律3-3两球质量分别为m 1=3.0g ， m 2=5.0g ，在光滑的水平桌面上运动，用直角坐标xOy 描述运动，两者速度分别为cm /s 81i v ϖϖ=，cm /s )168(2j i v ϖϖϖ+=，若碰撞后两球合为一体，则碰撞后两球速度v ϖ的大小为多少？与x 轴的夹角为多少？解：系统动量守恒 j i v m v m v m m ϖϖϖϖϖ8064)(221121+=+=+， j i v ϖϖϖ108+=cm/s 8.1210822=+==v v ϖ，与x 轴夹角 ︒==3.51810arctan α3-4如图3-4所示，质量为M 的1/4圆弧滑槽停在光滑的水平面上，一个质量为m 的小物体自圆弧顶点由静止下滑。
大学物理复习题解析-吴百诗
物理学练习§1－1（总1）一、进择题：1. 某质点的运动方程为)(3723SI t t x +-=，则该质点作(A)匀加速直线运动，加速度沿X 轴正方向； (B)匀加速直线运动，加速度沿X 轴负方向； (C)变加速直线运动，加速度沿X 轴正方向；(D)变加速直线运动，加速度沿X 轴负方向。
( )解答：)(3723SI t t x +-= t -t x 2212 d d ==∴v t tva 21 d d -== ( D ) 3. 以下五种运动形式中，a保持不变的运动是(A)单摆的运动； (B)匀速率圆周运动；(C)行星的椭圆轨道运动； (D)抛体运动； (E) 圆锥摆运动。
( )解答：a 为矢量，a 保持不变说明a的大小和方向都不变（A ）a 的大小和方向都变 （B ）a的大小不变，方向变（C ）a 的大小和方向都变 （D ）a的大小和方向都不变（E ）a的大小不变，方向变 (D )4.对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的: (A)切向加速度必不为零；(B)法向加速度必不为零(拐点处除外)；(C)由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零； (D)若物体作匀速率运动，其总加速度必为零；(E)若物体的加速度a为恒矢量，它一定作匀变速率运动。
( )解答：根据t n a a a+=（A ）0≠t a说明物体作曲线运动时速度的大小改变，但是匀速率圆周运动的速度大小不变，因此该说法错误。
（B ）题目给出物体作曲线运动，说明速度的方向是变化的即0≠n a，因此该说法正确。
（C ）物体作曲线运动，速度的方向是变化的, 0≠n a,错误。
（D ）物体作曲线运动，速度的方向改变0≠n a ，所以虽然速度的大小不变，即 0=t a ，仍有0≠+=t n a a a，该说法错误。
（E ）该说法错误,例如斜抛运动，a是恒量，但做变速率运动。
(B )二、填空题，1.一质点沿X 方向运动，其加速度随时间变化关系为)(24SI t a +=，如果初始时质点的速度0υ为7m ·s -1，则当t为4s 时，质点的速度=υ 米/秒。
大学物理上册 吴百诗 答案
大学物理上册吴百诗答案第一章：力学1.1 弹簧振子和单摆弹簧振子和单摆是力学中经常遇到的问题。
弹簧振子是由一个弹簧和一个质点组成，当弹簧受到外力拉伸或压缩时，质点会在弹簧上做振动。
单摆是由一个质点和一根轻而坚固的线组成，当质点被放到一侧后，会在重力作用下产生摆动。
在弹簧振子和单摆的分析中，我们可以利用牛顿第二定律和一些简化的假设来求解问题。
对于弹簧振子来说，我们可以利用胡克定律和运动方程来推导出振动的频率和周期。
对于单摆来说，我们可以利用重力和杆的力来推导出摆动的频率和周期。
1.2 牛顿运动定律和摩擦力牛顿运动定律是力学中最基本的定律之一。
根据牛顿第一定律，一个物体如果受到外力的作用，会产生加速度；如果没有外力作用，物体会保持静止或匀速直线运动。
在分析物体的运动时，我们还需要考虑到摩擦力的作用。
摩擦力是由接触面之间的相互作用产生的，分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是在物体静止时与接触面之间产生的摩擦力，动摩擦力是在物体运动时与接触面之间产生的摩擦力。
根据摩擦力的特性，我们可以利用静摩擦力和动摩擦力的大小进行分析和计算。
通过求解物体的受力平衡方程，我们可以确定物体的运动状态和加速度。
1.3 圆周运动和万有引力圆周运动是物体沿着一个圆形轨道做的运动。
对于圆周运动来说，我们可以利用向心力和离心力的概念来分析物体的运动。
向心力是指指向圆心的力，离心力是指指向圆周的力。
物体在圆周运动中，总是受到一个向心力的作用。
在万有引力的分析中，我们可以利用万有引力定律来计算物体之间的引力作用。
万有引力是指两个物体之间的引力与它们的质量和距离的平方成正比。
通过计算两个物体之间的引力，我们可以确定它们的运动轨迹和速度。
第二章：热学2.1 温度和热量温度是物体内部分子和原子的运动状态的度量。
温度的单位是摄氏度（℃），在国际单位制中也常用开尔文（K）表示。
热量是物体之间由于温度差异而发生的能量传递。
在分析温度和热量时，我们可以利用热平衡原理和热传导定律。
《大物》下(吴百诗)作业答案
《大学物理》（下）（吴百诗）作业答案7.1 -1190J ； 7.2 B ； 7.3 A ；7.4 解：A=曲线下面积=（P1+P2）(V2-V1)/2P1V1=νRT1 P2V2=νRT2ΔE=νCv(T2-T1)= ν5R/2(P2V2/νR - P1V1/νR)=5(P2V2-P1V1)/2 Q=A+ΔE7.5 解：等压过程A=P ΔV=5*102JQ=A+ΔEΔE=Q-A=1.21*103J7.6 A ； 7.7 D ； 7.8 B ； 7.9 解：C V =5R/2；C p =7R/2;γ=7/5ab 等容过程 吸热a b b b a a a b V ab T T T P T P T T C Q 2,//),(==-=νbc 绝热过程 γγγγγ2/,,011b c c cbb bc T T T P T P Q ===----ca 等压过程 放热)(c a p ca T T C Q -=νabcaab Q Q Q +=η7.10 解：与老版答案相同AB 过程 吸热Q 1=vRT 1InV 2/V 1 BC 过程 放热 Q 2=vC V (T 2-T 1) CD 过程 放热Q 3=vRT 2InV 1/V 2 DA 过程 吸热Q 4=vC V (T 1-T 2)η=A/Q 吸=（ Q 1+ Q 2+ Q 3+ Q 4）/（Q 1+ Q 4）=15%8.1 相同、相同、相同、不一定； 8.2 A ； 8.3 B ； 8.4 解：与老版答案相同n=N/V=P/kT=2.44*1025/m 3ρ=n μ=1.3kg/ m 3ε=3kT/2=6.21*10-21Jm n d 931045.3/1-⨯==8.5 解：PV=νRT T=PV/νR J kT 221089.32/3-⨯==ε8.6 理想气体分子速率大于最概然速率的概率理想气体分子平均平动动能 8.7 6； 8.8 B ；8.9 解：J RT M m E J n E kT P n J KT CON mol kg RT M sm P M RT v MRT p vRT PV K k K 33212322107.125)5(105.1,/)4(107.32/3)3(,/1028)494/(3)2(/494/3/3//,)1(⨯==⨯===⨯==⨯=======--εερρ8.10 解：s m v K T M RTv s m v v v M M MRTv pO H pH pH pO pH O H p /500,481,2/2000,,,222222222====><=12.1、C 12.2、D 12.3、 2π12.4 解：（1）波动方程y=0.05cos (100t-2x)= 0.05cos2π (50t/π-x/π)将上述方程与波动方程标准形式y=Acos2π (νt-x/λ)相比较，有： A=0.05(m)，λ=π(m)，T=1/ν=π/50(s)，u=λ/T=50(m/s) (2)质点的振速度方程为=-0.05*100sin(100t-10) 故V m =0.05*100=5m/s各质点加速度方程为：a==-0.05*100*100 cos (100t-2x)故a m =0.05*100*100=500m/s 212.5 解：（1）设坐标原点的振动方程为：y=Acos (ωt+φ)由题意可知：A=0.1m ，ω=2π/T=πs -1； 由旋转矢量法可知φ=-π/2 故振动方程为：y=0.1cos(πt-π/2) 又u=λ/T=2/2=1m/s故波动方程为：y=0.1cos[π(t-x)- π/2](2)将x=0.5m 代入波动方程，得该质点的振动方程为：y=0.1cos(πt-π)tyv ∂∂=tv∂∂(3)将t=1.0s 代入波动方程，得此时各质点的位移为：y=0.1cos(π/2-πx)=0.1sin πx波形图为：12.6 解：（1）设坐标原点的振动方程为：y=Acos (ωt+φ)由图可知：A=0.10(m)，λ=20 (m)，ω=2πν=500πs -1由题意可知波沿OX 轴负方向传播，并可判断原点处质点将沿OY 轴的负方向运动，由旋转矢量法可知初相φ=π/3；故坐标原点的振动方程为：y=0.10cos (500πt+π/3) 又u=λν=5000(m/s)故波动方程为 y=0.10cos[500π(t+x/5000)+π/3]12.7 频率相同；振动方向相互平行；相位相同或相位差恒定。
大学物理习题案_吴百诗
1一、选择题 （1）D解：先考虑一个板带电q ，它在空间产生的场强为02q E Sε=。
注意是匀场。
另一板上电荷“|－q|”在此电场中受力，将其化为无数个点电荷q dq =∑，每个电荷受力大小为0||2q dqdF dq E Sε⋅=⨯=，故整个|－q|受力为：200||22q dq q F dq E SSεε⋅=⋅==∑∑。
这既是两板间作用力大小。
（2）B解：由电通量概念和电力线概念知：A 、穿过S 面的电通量不变，因为它只与S 面内的电荷相关，现内面电荷没有变化，所以穿过S 面的电通量不变。
B 、由于S 面上场强与内外电荷都有关，现在外面电荷位置变化，所以P 点场强也变化。
故选B 。
二、填空题（1）||3/3q q '=解：画图。
设等边三角形的边长为a ，则任一顶点处 的电荷受到其余两个电荷的作用力合力F 为：222212cos30(2/)323/F F kq a kq a =⨯︒=⨯=设在中心处放置电荷q '，它对顶点处电荷的作用力为：2223(3/3)qq qq F k k k raa '''=== 再由F F '=-，可解出3/3||3/3q q q q ''=⇒⇒=。
（2）20/(2)qi a πε 或 20/(2)q a πε，i 方向指向右下角。
2解：当相对称的两电荷同号则在O 点的场强抵消，若异号肯定有电力线过O 点，故只有左上角的电荷电力线指向右下角的“－”电荷。
是202/(4)q a ⨯πε三、计算题 9.3 9.40ln 2a b a σπε+, 10()2-⋅btg hσπε （6.7） 解：将带电平面薄板划分为无数条长直带电线（书中图），宽为dx 。
求出每条带电线在场点产生的场强（微元表示），然后对全部量：λσdq dx dx dy dx=⋅=⋅（10022()2dx dE bra x ⋅==+-λσπεπε 原点取在导体片中间，x 方向向左：←故总的场强：00/2/2ln 222()b b dxE a b b x aa σεεσππ-==+-+⋅⎰E 的方向沿x 轴正向。