十三五基础物理学讲义武汉大学出版社习题答案 2章
．
2.6 判定正誤 ⑴剛體受到的合外力不為零， 則合外力矩一定不為零；. . . . . . . . . . . . . . . . [×] ⑵若外力穿過轉軸， 則它產生的力矩為零；· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑶若外力平行於轉軸， 則它對轉軸的力矩為零；· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] 2.7 質 量 m 速 率 v 的 質 點 做 半 徑 為 r 的 勻 速 率 圓 周 運 動，其 角 動 量 大 小 為 mvr ． ． 2.8 質量 m 速率 v 的質點沿著 x 軸做勻速率直線運動， 它相對於坐標點 (x, y) 的 角動量大小為 mvy 2.9 某恆星誕生之初慣量矩為 J ， 角速度為 ω．當燃料耗盡之後坍塌為白矮星，
23
2.21 設水的表面張力係數為 η， 則半徑為 r 的水珠內壓比外壓高 2η/r
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第 2 章廣延物質力學
⑴彎曲液面的附加壓強指向液體內部；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [×] ⑵彎曲液面的附加壓強指向曲率中心； · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑶球形液膜的直徑越小， 附加壓強越大；· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑷毛細管內的液面一定升高；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [×] ⑸毛細管越細， 液面高度變化越大； · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] 2.23 一段自來水管， 前半截直徑為 4 cm， 流速為 2 m/s； 後半截直徑為 2 cm， 則流速為 8 m/s ． ． 2.24 澆花的總水管直徑 5.0 cm， 水速 1.5 m/s； 噴頭上有 10 個相同的的圓孔， 直徑 5 mm； 噴頭處的流速為 15 m/s 2.25 判定正誤 ⑴飛機起飛時， 逆風比順風更好； · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑵水平放置的自來水管， 粗管處的水壓小；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [×] ⑶水平的排氣管道中， 流速大的位置氣壓小；· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓]
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第 2 章廣延物質力學
=
1 2 mR 2
2-2 半徑為 R 質量為 m 的均勻細圓環繞它的一條切線轉動， 根據定義計算它的轉動 慣量．
總習題 2-2 圖
解答： 以環心為坐標原點建立極坐標， 每個質元到轉軸的距離為 l = R + R cos θ ， 對應的圓心角為 d θ ．整個圓周的角度為 2π， 總質量為 m， 則該質元的質量為 d m = (m/2π) d θ ˆ J=
] 2 1 1[ 1 4 2 2 2 σ π(R4 σ π(R2 · m · (R2 2 − R1 ) = 2 − R1 ) (R2 + R1 ) = 2 + R1 ) 2 2 2
轉動定律
2-5 如下圖所示， 重物的質量 m1 > m2 ； 定滑輪的半徑為 r ， 轉動慣量為 J ； 軟繩與滑 輪之間無相對滑動， 滑輪的輪軸處無摩擦， 物體Ⅱ與水平支撐面之間的摩擦係數為 μ．計算重物加速度 a 的大小．
聯立上述兩式可得到
1-38 ⻑度為 l 的細線拴著一個質量為 M 的沙袋．動量為 mv0 的子彈水平射入沙袋， 問沙袋向上擺動的最大高度是多少？
解答：子彈打入沙袋的過程中， 有內摩擦力做功， 機械能不守恆．但是水平動 量守恆 mv0 = (m + M )v 沙袋與子彈上擺過程中， 衹有重力做功， 機械能守恆 1 (m + M )v2 = (m + M )gh 2 ( )2 1 mv0 h= 2g m + M
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第 2 章廣延物質力學
慣量矩為 J/4， 此時其轉動角速度為 4ω 率 v2 = v1 r1 /r2 2.11 判定正誤 ．
．
2.10 已知地球在近日點時距離太陽 r1 ， 速率 v1 ， 在遠日點時距離太陽 r2 ， 則速
⑴剛體內部的相互作用力不能改變剛體的角動量； · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑵若剛體的角動量守恆， 則剛體所受合外力為零； . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . [×] ⑶若外力平行於轉軸， 則剛體的角動量守恆；· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑷若外力的延⻑線穿過轉軸， 則剛體角動量守恆； · · · · · · · · · · · · · · · · · [✓] ⑸衛星環繞地球橢圓運動， 其能量守恆而角動量不守恆； . . . . . . . . . . . . . [×] 2.12 轉動慣量為 J ， 角速度為 ω 的定軸轉動的剛體， 其角動量為 J ω
2.16 用 10 N 的拉力拽一條橫截面為 2 mm2 的鐵絲， 則鐵絲內部橫截面上的正 應力大小為 5 MPa 2.17 ⻑度為 2 m、 橫截面積為 2 mm2 的細鋼絲， 受到 300 N 的拉力後， ⻑度增 加了 1.5 mm．則鋼絲的正應變為 7.5 × 10−4 ， 正應力等於 1.5 × 108 Pa， 楊氏 模量為 2 × 1011 Pa ． 2.18 上海環球金融中心大樓主體部分高度約 400 m， 其頂部在大風中搖擺的幅 度約 1 m， 若將此視為剪切形變， 則剪切應變為 2.5 × 10−3 ． 2.19 用 9.4 N 的 推 力 施 加 在 半 徑 1.0 cm 的 注 射 器 上，注 射 器 內 的 壓 強 增 大 30 kPa． m 的水壓． ． 2.20 取 重 力 加 速 度 g = 10 m/s2 ，水 的 密 度 ρ = 103 kg/m3 ， 則大氣壓 p0 = 105 Pa 相當於深度為 10 2.22 判定正誤
將該圓盤切割為細圓環， 其轉動慣量 d J = r 2 d m = r 2 · ( σ 2π r d r ) = 總轉動慣量 2m J= 2 R2 − R2 1 ˆ
R2
R2 2
r3 d r =
R1
m 2 (R + R2 1) 2 2
另解： 設圓盤的面密度為 σ ， 半徑為 R2 的大圓盤質量為 m2 = σ πR2 挖去 2，
2 的小圓盤質量為 m1 = σ πR2 剩餘部分的質量 m = σ π(R2 1， 2 − R1 )．
大圓盤的轉動慣量 J2 = 小圓盤的轉動慣量 J1 = 剩餘部分的轉動慣量 J = J2 − J1 =
1 1 4 m2 R2 2 = σ πR2 2 2 1 1 4 m1 R2 1 = σ πR1 2 2
m2
II J
a
I
m1
總習題 2-5 圖
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第 2 章廣延物質力學
2-4 在半徑為 R2 的均勻薄圓盤中心再挖去半徑為 R1 的圓盤， 剩餘的圓環總質量為
2 m．證明剩餘部分相對於中垂軸的轉動慣量為 m(R2 1 + R2 )/2．
解答：圓盤的面密度為 σ=
m 2 π(R2 2 − R1 ) 2m r3 d r − R2 1
解得
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第 2 章廣延物質力學
第二章 廣延物質力學
2.1 剛體的基本運動形式有 平動 J = mr 2 ． ； ； 和 轉動 兩種基本類型．
2.2 質 量 為 m 的 質 點 沿 著 半 徑 為 r 的 圓 周 以 角 速 度 ω 轉 動，其 轉 動 慣 量 2.3 質量均為 m 的四個質點用輕質細杆連接成一個邊⻑為 a 的正方形剛體． 若該正方形圍繞其中的一條邊轉動， 其轉動慣量 J = 2ma2 若轉軸是對角線， 其轉動慣量為 J = ma
1
4
6
a'
5
b'
總習題 2-3 圖
′ 解答：⑴小球 1、 4 到轉軸 其餘四個小球到轉軸的距離為 l/2， [ aa 的距離是 l， ] ∑ 2 2 2 2 2 2 2 J= mi ri = m l + l + (l/2) + (l/2) + (l/2) + (l/2) = 3ml2 ． √ ′ ⑵小球 2、 5 到轉軸 bb 的距離是 0 ， 其餘四個小球到轉軸的距離為 3l/2， [√ ] ∑ 2 2 2 J= mi ri = m ( 3l/2) × 4 = 3ml ．
L
ˆ l dm =
2
2π
R2 (1 + cos2 θ )
0
m dθ 2π
=
mR2 2π
ห้องสมุดไป่ตู้
ˆ
0
2π
3 + cos 2θ 3 d θ = mR2 2 2
2-3 六個質量均為 m 的小球用輕質硬杆連接成一個邊⻑為 l 的平面正六邊形．計算 轉動慣量： ⑴轉軸為 aa′ ； ⑵轉軸為 bb ．
b 2 a 3
《新编大学物理》(上、下全册)桑建平教材习题答案解析武汉大学出版社
第1章 质点运动学一、选择题 题1.1 ： 答案：[B]提示：明确∆r 与r ∆的区别题1.2： 答案：[A]题1.3： 答案：[D]提示：A 与规定的正方向相反的加速运动， B 切向加速度， C 明确标、矢量的关系，加速度是d dtv题1.4： 答案：[C] 提示： 21r r r ∆=-，12,R R r j ri ==-，21v v v ∆=-，12,v v v i v j =-=-题1.5： 答案：[D]提示：t=0时，x=5； t=3时，x=2得位移为-3m ；仅从式x=t 2-4t+5=(t-2)2+1，抛物线的对称轴为2，质点有往返题1.6： 答案：[D]提示：a=2t=d dt v，2224t v tdt t ==-⎰，02tx x vdt -=⎰，即可得D 项题1.7：答案：[D]北v 风v 车1v 车2提示： 21=2v v 车车，理清=+v v v 绝相对牵的关系二、填空题 题1.8：答案： 匀速(直线)，匀速率题1.9：答案：2915t t -，0.6 提示： 2915dxv t t dt==-，t=0.6时，v=0题1.10：答案：（1）21192y x =-（2）24t -i j 4-j（3）411+i j 26-i j 3S提示： (1) 联立22192x t y t=⎧⎨=-⎩，消去t 得：21192y x =-，dx dydt dt =+v i j (2) t=1s 时，24t =-v i j ，4d dt==-va j (3) t=2s 时，代入22(192)x y t t =+=+-r i j i j 中得411+i j t=1s 到t=2s ，同样代入()t =r r 可求得26r∆=-i j ，r 和v 垂直，即0∙=r v ，得t=3s题1.11： 答案：212/m s 提示：2(2)2412(/)dv d x a v x m s dt dt=====题1.12： 答案：1/m sπ提示： 200t dvv v dt t dt =+=⎰，11/t vm s ==，201332tv dt t R θπ===⎰，r π∆==题1.13：答案：2015()2t v t gt -+-i j 提示： 先对20(/2)v t g t =-r j 求导得，0()y v gt =-v j 与5=v i 合成得05()v gt =-+-v i j 合 201=5()2t v t gt -+-∴⎰r v i j t合0合dt=题1.14： 答案：8, 264t提示：8dQ v R Rt dt τ==，88a R τ==，2264n dQ a R t dt ⎛⎫== ⎪⎝⎭三、计算题 题1.15：解：（1）3t dv a t dt == 003v tdv tdt =∴⎰⎰ 232v t ∴= 又232ds v t dt == 20032stds t dt =∴⎰⎰ 312S t =∴ （2）又S R θ= 316S tRθ==∴（3）当a 与半径成45角时，n a a τ=2434n v a t R == 4334t t =∴t =∴题1.16：解：（1）dv a kv dt ==- 0v tdv kdt v =-∴⎰⎰， 0ln v kt v =-（*） 当012v v =时，1ln 2kt =-，ln 2t k=∴ （2）由（*）式：0ktv v e-=0kt dxv e dt -=∴，000xtkt dx v e dt -=⎰⎰ 0(1)kt v x e k-=-∴第2章 质点动力学一、选择题 题2.1： 答案：[C]提示：A ．错误，如：圆周运动B ．错误，m =p v ，力与速度方向不一定相同 D ．后半句错误，如：匀速圆周运动题2.2： 答案：[B]提示：y 方向上做匀速运动：2y y S v t t == x 方向上做匀加速运动（初速度为0），Fa m=22tx v a d t t ==⎰，223tx x t S v dt ==⎰ 2223t t =+∴S i j题2.3： 答案：[B]提示：受力如图MgF杆'F 猫mg设猫给杆子的力为F ，由于相对于地面猫的高度不变'F mg = 'F F = 杆受力 1()F Mg F M m g =+=+ 1()F M m g a M M+==题2.4 ：答案：[D] 提示：a a A22A BA B m g T m a T m a aa ⎧⎪-=⎪=⎨⎪⎪=⎩ 得45A a g = （2A B a a =，通过分析滑轮，由于A 向下走过S ，B 走过2S） 2A B a a =∴题2.5： 答案：[C]提示： 由题意，水平方向上动量守恒， 故 0(cos 60)()1010m mv m v =+ 共 0=22v v 共题2.6： 答案：[C] 提示：RθθRh-R由图可知cos h RRθ-=分析条件得，只有在h 高度时，向心力与重力分量相等所以有22cos ()mv mg v g h R Rθ=⇒=- 由机械能守恒得（以地面为零势能面）22001122mv mv mgh v =+⇒=题2.7： 答案：[B]提示： 运用动量守恒与能量转化题2.8： 答案：[D] 提示：v v y由机械能守恒得2012mgh mv v =⇒=0sin y v v θ=sin Gy Pmgv mg ==∴题2.9： 答案： [C]题2.10： 答案： [B]提示： 受力如图fT F由功能关系可知，设位移为x （以原长时为原点）2()xF mg Fx mgx kxdx x kμμ--=⇒=⎰弹性势能 2212()2p F mg E kx kμ-==二、填空题题2.11: 答案：2mb提示： '2v x bt == '2a v b == 2F m a m b==∴题2.12：答案：2kg 4m/s 2 提示：4N 8Nxy 0由题意，22/x a m s = 4x F N =8y F N = 2Fm k g a== 24/y y F a m s m==题2.13： 答案：75，1110提示： 由题意，32()105F a t m ==+ 27/5v adt m s ⇒==⎰ 当t=2时，1110a =题2.14： 答案：180kg提示：由动量守恒，=m S -S m 人人人船相对S （）=180kg m ⇒船题2.15： 答案：11544+i j 提示：各方向动量守恒题2.16：答案： ()mv +i j ，0，-mgR提示：由冲量定义得 ==()()mv mv mv --=+I P P i j i j 末初- 由动能定律得 0k k E W E ∆=⇒∆=，所以=0W 合 =W m g R -外题2.17： 答案：-12提示：3112w Fdx J -==⎰题2.18：答案： mgh ，212kx ，Mm G r - h=0，x=0，r =∞ 相对值题2.19： 答案： 02mgk ，2mg，题2.20： 答案： +=0A∑∑外力非保守力三、计算题 题2.21：解：（1）=m F xg L 重 ()mf L xg L μ=- （2）1()(1)ga F f x g m Lμμ=-=+-重（3）dv a v dx =，03(1)v LL g vdv x g dx Lμμ⎡⎤=+-⎢⎥⎣⎦⎰⎰，v =题2.22： 解：（1）以摆车为系统，水平方向不受力，动量守恒。
大学物理习题答案第二章教学文案
.
2-6 马拉着质量为 100 kg 的雪撬以 2.0 m s 1 的匀速率上山，山的坡度为 0.05(即每 100 m 升高 5
m)，雪撬与雪地之间的摩擦系数为 0.10。求马拉雪撬的功率。 解 设山坡的倾角为 ，则
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. 可列出下面的方程式
物体所受合力为
, 合力的功为
.
这表明，物体所受诸力的合力所作的功必定等于各分力所作功的代数和。
2-3 物体在一机械手的推动下沿水平地面作匀加速运动，加速度为 0.49 m s 2 。若动力机械的功率 有 50%用于克服摩擦力，有 50%用于增加速度，求物体与地面的摩擦系数。
解 设机械手的推力为 F 沿水平方向，地面对物体的摩擦力为 f ，在这些力的作用下物体的加速 度为 a，根据 牛顿 第二定律，在水平方向上可以列出下面的方程式
(2)在从 t0 到 t 的时间内，黏性阻力所作的功 A。
解
(1) 根据已知条件，可以作下面的运算
,
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式中
. 于是可以得到下面的关系
, 对上式积分可得
. (1)
当 t = t0 时， v = v0，代入上式可得
. 将上式代入式 (1)，得
. (2)
, 所以
.
2-10 以 200 N 的水平推力推一个原来静止的小车， 使它沿水平路面行驶了 5.0 m 。若小车的质 量为 100 kg，小车运动时的摩擦系数为 0.10，试用 牛顿 运动定律和动能定理两种方法求小车的末速。
解 设水平推力为 F，摩擦力为 f，行驶距离为 s，小车的末速为 v。 (1)用牛顿运动定律求小车的末速 v：列出下面的方程式
《大学物理讲义》 习题答案
2 3.375 1.375m
则第 2 秒内的路程为
S x1 x2 0.875 1.375 2.25m 3 1-3 一质点的运动方程为 r ti 2t j m 。求 t 1s 时的速度、 1 ~ 3s 内的平均速度和平均
加速度。 解： 质点的速度矢量为
1-5 在离水面高度为 h 的岸边，有人用绳拉船靠岸（图 1-5） 。当人以 v 0 的速率收绳时，求 船的速度和加速度。
3
《大学物理讲义》习题解答
解： 以滑轮处 O 为坐标原点，建立如图坐标系（图 1-5 解答） 船的位置矢量为
r xi hj
速度矢量为
dr dx v i dt dt
dx dt 2 x 10 x t dx 0 2 x 10 0 dt 1 x ln 2 x 10 0 t 2
ln 2 x 10 ln 10 2t
ln 2 x 10 2t 10 1 x 1 e 2t 5
得质点的运动方程为
x 5 e 2t 1
x2 x3 x2 2 1 1m
a
t 2s O
1
习题 1-1 解答图
t 0 5 x/m
前 3s 内它的路程
S x1 x2 4 1 5m
前 3s 内它的位移
x x1 x2 4 1 3m
1-2 有一质点沿 x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为
（2）第 2 秒末的瞬时速度为
v t 2 s
（3）质点的速度为
t 2 s
v
令v
dx 9t 6t 2 0 ，得 t 1.5s 。 dt 1 ~ 1.5s 时间内质点的位移为
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大学基础物理学习题解答目录第四章流体力学 (1)第五章振动与波 (8)第六章气体动理论 (13)第三章能量与守恒定律 (21)第七章宏观过程的方向性 (24)第八章静电学 (28)第十二章光的干涉和衍射 (40)第十三章光的偏振(45)第四章流体力泽4-1 解：(p+dp)S +(\m g-pS =0 :'dm= PS dh• :dp=・ Pg dh =「RTMP = L-+驰RT 如+ p_^_ =P 0pVdp PJ:InPAT ^Lp初ps /1 1/r// < /bPdh = 0 〃叱=0RT P gHRT4-2 解： 建立柱坐标（/;山z ） 选体元 d V= /*d r d z压强并 p (r+d r) - p(r) = d p 作用力F = dp -r d "d 广d z：• F = m <^2 r = rd "d 厂d z Q◎ ・°・d p =P rd rP =PMRTr = O,p =p 0受到作用力为d F= Pg(H-y)Ldy f//F = J ()pgL(H - y)dy = \p8LH 2 d M = ydFM = J ydF = pgL Jo"(4-4解：拉力与内、外两个表面张力大小相等，方向相反F =2/=2X2 开Ra = 4 JiRa 仅=F/(4=4.5X 10_2( N ・ m 1).4・5 解：pj = p 0 + pgh + 工P\ V\ =P2 V 2 ; pd = PQ D、Pgh HPo解得：D=5.19X10 -5(m).Po 8a4a几d4-6 解：Q"几+厂gDh 2=^.£L h 广3.()9 X 1(厂 2 g). ⑦Pi(2)〃 = p + —= 9.6xl04 (Pa)4-9 解：pgh =—r2"/? = —= 9.93xl0-3 (m)Pgr4-10解：忽略上、下大气压力差别，间隙内的水受重力f i ，玻璃棒和玻璃内壁由于表面张力形成的向上拉力f 2> f 3 :4-8 解:(i)p = pgh ,h — — 0.713 (m)PS4-7 解:h =——二^— = 5.96x10-2 (m) (£ -djpgF=・2 HYh = 2 ・2 “aA 2aAp = -----h2a V= --------- 7T ----------hh 兀4-12 解：F 二 4〃 • a 1=2 la. 2aAp = -----4-13 解：v =』2g(H 一 h)L = 2y/h(H -h)4a 4-11解：环形区域半径 『=2aV= 548 (N)⑴ P A = P B +pgh = % + pgh2a. la h = ------ =Pga ⑵ dS = Idyrh rh 1 0/ = Jo 〃= Jo p§l ・ ydy = 72.98 x IO*2(m) ，df = pgy ・ Idy1 0.435 (N)4-16 解：“o + 一p*； + pghPo +dL dh (H -2h)[h(H =0h = =H2F = d(niv). = v ^L=v .pv s = pv 2-S = 2ghSp = 3.92 (N) clt c lt4-15 解：v c = J2 g"P A = Po-PgR P B = Po_pg (h + hjT = \dt=-^\" = = 227 (s)4-14 解：v = Q2ghdm~dt=pvsJ S? J。
大学物理课后习题答案（高教版共三册）
⼤学物理课后习题答案（⾼教版共三册）第⼆章动量及其守恒定律1、⼀质点的运动轨迹如图所⽰，已知质点的质量为20g ，在A 、B ⼆位置处的速率都为20m/s ，A v与 x 轴成045⾓，B v垂直于 y 轴，求质点由A 点到B 点这段时间内，作⽤在质点上外⼒的总冲量？解：由动量定理知质点所受外⼒的总冲量I ＝12v v v m m m )(由A →B A B Ax Bx x m m m m I v v v v cos45°＝-0.683 kg·m·s 1 1分I y =0m v Ay = m v A sin45°= 0.283 kg·m·s 1I =s N 739.022y x I I 3分⽅向： 11/tg x y I I 202.5° （ 1为与x 轴正向夹⾓） 1分2、质量为m 的物体，以初速0v 从地⾯抛出，抛射⾓030 ，如忽略空⽓阻⼒，则从抛出到刚要接触地⾯的过程中，物体动量增量的⼤⼩为多少？物体动量增量的⽅向如何？解：由斜⾯运动可知，落地速度⼤⼩与抛出速度⼤⼩相等，⽅向斜向下，与X 轴正向夹⾓为300，所以，动量增量⼤⼩：0030sin 2mv mv mv动量增量的⽅向竖直向下3、设作⽤在质量为1kg 的物体上的⼒F ＝6t ＋3（SI ）．如果物体在这⼀⼒的作⽤下，由静⽌开始沿直线运动，在0到2.0 s 的时间间隔内，这个⼒作⽤在物体上的冲量⼤⼩为多少? 解：I=Fdt =.20)36(dt t =(3t 2+3t)0.20=3 2.02+3 2.0=18(S N )A vxyOBA4、⼀个质量为m 的质点，沿x 轴作直线运动，受到的作⽤⼒为i F Ft cos 0 (SI)，0t 时刻，质点的位置坐标为0x ,初速度00 v，求质点的位置坐标和时间的关系式？解：由⽜顿第⼆定律tm F dt dx v tdtm F dv dtdv mt F dt v d m a m F t vsin cos cos 00000 ⼜有故tdt m F dx txx sin 000则： t m Fx xcos 1005、电动列车⾏驶时每千克质量所受的阻⼒N v F 2210)5.05.2( ，式中，v 为列车速度，以s m /计。
大学物理课后题答案13
引言概述:大学物理是一门综合性的科学课程，涉及到力学、热力学、电磁学等多个领域。
课后题是学生巩固所学知识的重要方式之一，然而很多学生在解答课后题时遇到了困难。
本文将提供大学物理课后题答案13，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
正文内容:1.牛顿第二定律(Newton'sSecondLaw)1.1强迫振动的谐振频率(Forcedharmonicoscillationfrequency)1.2相对加速度(Relativeacceleration)1.3质量与弯曲力(Massandbendingforce)1.4速度与时间的关系(Relationshipbetweenvelocityandtime)1.5瞬时动能(Instantaneouskineticenergy)2.静电场(Electrostatics)2.1电场强度的定义(Definitionofelectricfieldstrength)2.2高斯定律(Gauss'slaw)2.3电势能的转化(Conversionofelectricpotentialenergy)2.4电势差(Potentialdifference)2.5球面电势(Sphericalpotential)3.电磁感应(ElectromagneticInduction)3.1法拉第电磁感应定律(Faraday'slawofelectromagneticinduction)3.2磁通量(Magneticflux)3.3电动势(Electromotiveforce)3.4自感与互感(Selfinductanceandmutualinductance)3.5感应电流(Inducedcurrent)4.直流电路(DirectCurrentCircuits)4.1Ohm定律(Ohm'slaw)4.2串联电阻与并联电阻(Seriesandparallelresistors)4.3电源与电动势(Powersupplyandelectromotiveforce)4.4电阻和电功率(Resistanceandpower)4.5电阻与温度关系(Relationshipbetweenresistanceandtemperature)5.交流电路(AlternatingCurrentCircuits)5.1交流电流和电压(ACcurrentandvoltage)5.2交流电的相位差(PhasedifferenceofAC)5.3交流电路中的电感和电容(InductanceandcapacitanceinACcircuits)5.5交流电路中的功率(PowerinACcircuits)总结:大学物理课后题答案13涵盖了牛顿第二定律、静电场、电磁感应、直流电路和交流电路等多个主题。
大学基础物理学课后习题答案_主编习岗_高等教育出版社
大学基础物理课后答案主编：习岗高等教育出版社第一章 思考题：<1-4> 解：在上液面下取A 点，设该点压强为A p ，在下液面内取B 点，设该点压强为B p 。
对上液面应用拉普拉斯公式，得 A A R p p γ20=- 对下液面使用拉普拉斯公式，得 BB 02R p p γ=- 又因为 gh p p ρ+=A B将三式联立求解可得 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=B A 112R R g h ργ<1-5> 答：根据对毛细现象的物理分析可知，由于水的表面张力系数与温度有关，毛细水上升的高度会随着温度的变化而变化，温度越低，毛细水上升的高度越高。
在白天，由于日照的原因，土壤表面的温度较高，土壤表面的水分一方面蒸发加快，另一方面土壤颗粒之间的毛细水会因温度升高而下降，这两方面的原因使土壤表层变得干燥。
相反，在夜间，土壤表面的温度较低，而土壤深层的温度变化不大，使得土壤颗粒间的毛细水上升；另一方面，空气中的水汽也会因为温度下降而凝结，从而使得清晨时土壤表层变得较为湿润。
<1-6> 答：连续性原理是根据质量守恒原理推出的，连续性原理要求流体的流动是定常流动，并且不可压缩。
伯努利方程是根据功能原理推出的，它的使用条件是不考虑流体的黏滞性和可压缩性，同时，还要求流动是定常流动。
如果流体具有黏滞性，伯努利方程不能使用，需要加以修正。
<1-8> 答：泊肃叶公式适用于圆形管道中的定常流动，并且流体具有黏滞性。
斯托克斯公式适用于球形物体在黏滞流体中运动速度不太大的情况。
练习题：<1-6> 解：设以水坝底部作为高度起点，水坝任一点至底部的距离为h 。
在h 基础上取微元d h ，与之对应的水坝侧面面积元d S （图中阴影面积）应为坡长d m 与坝长l 的乘积。
练习题1-6用图d h d F由图可知 osin60d sin d d hh m ==θ 水坝侧面的面积元d S 为 d d d sin 60hS l m l该面积元上所受的水压力为 0d d d [(5)]sin 60hFp Sp ρg h l水坝所受的总压力为 ()[]N)(103.760sin d 5d 855o0⨯=-+==⎰⎰h l h g p F F ρ（注：若以水坝的上顶点作为高度起点亦可，则新定义的高度5h h ,高度微元取法不变，即d d h h ，将h 与d h 带入水坝压力积分公式，同样可解出水坝所受压力大小。
物理学第3版习题解答_第2章液体的表面性质
2-15
有两根竖直毛细管，一根直径 d1=0.50 mm，另一根直径 d2=1.0 mm，将它们插入水银中，若接
触角 =138°，求两水银柱的高度差。
h
2 cos 1 1 ( ) 10.4mm g r1 r2
2
2-16 将内直径 d=5×10-4 m 的管子浅浅地插入酒精中，流入管中的酒精质量是多少?酒精的表面张力 系数 =22.9×10-3 N·m-1，与管接触角为 0。
G F Gab 2l Gab 1.76 10 3 N
2-5 移液管中有 1 ml 农用杀虫药液，其密度为 0.995×103 kg·m-3。今令其从移液管中缓缓滴出，共 分 30 滴全部滴完。设经过测定，已知药液将要落下时，其颈部的直径为 0.189 cm，求药液的表面张力系 数。 解：
4
Mg 5.589 10 2 N / m Nd
2-6 在 20 km2 的湖面上，下了一场 50mm 的大雨，雨滴半径 r=1.0mm。设过程是等温的，求释放出 的表面能量。水的比表面能 =73×10-3 J·m-2。 解： E S 2.18 10 J
8
2-7 吹一直径为 14 cm 的肥皂泡，问需作多少功?设在吹的过程中温度不变，已知肥皂水的表面张力 系数为 40×10-3 N·m-1。 解： W 2S 4.9 10 J
2-11 有一直径为 4 mm 的水银滴，温度在 20℃时的表面张力系数为 470×10-3 N·m-1，计算出水银滴 的附加压强。 解： 2-12
p
在水池底部形成直径 d=4.0 μm 的气泡，当这气泡升到水面处，其直径增大到原来的 1.1 倍，求 因为 p1V1 p2V2 所以
大学物理课后习题答案(上下册全)武汉大学出版社 习题2详解
2-1 如题2-1图所示，弹簧秤挂一滑轮，滑轮两边各挂一质量为m 和2m 的物体，绳子与滑轮的质量忽略不计，轴承处摩擦忽略不计，在m 及2m 的运动过程中，弹簧秤的读数为[ ]A. 3mg .B. 2mg .C. 1mg .D. 8mg / 3.答案： D题 2-1图 2-2 一质点作匀速率圆周运动时，[ ] A.它的动量不变，对圆心的角动量也不变。
B.它的动量不变，对圆心的角动量不断改变。
C.它的动量不断改变，对圆心的角动量不变。
D.它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变。
答案： C2-3 质点系的内力可以改变[ ] A.系统的总质量。
B.系统的总动量。
C.系统的总动能。
D.系统的总角动量。
答案： C2-4 一船浮于静水中，船长L ，质量为m ，一个质量也为m 的人从船尾走到船头。
不计水和空气阻力，则在此过程中船将：[ ] A.不动 B.后退LC.后退L 21 D.后退L 31答案： C2-5 对功的概念有以下几种说法：[ ]①保守力作正功时，系统内相应的势能增加。
②质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。
③作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所作功的代数和必为零。
在上述说法中：A.①、②是正确的。
B.②、③是正确的。
C.只有②是正确的。
D.只有③是正确的。
答案： C2-6 某质点在力(45)F x i =+（SI ）的作用下沿x 轴作直线运动。
在从x=0移动到x=10m的过程中，力F所做功为 。
答案： 290J2-7 如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为μ，当这货车爬一与水平方向成θ角的平缓山坡时，要不使箱子在车底板上滑动，车的最小加速度 。
＜ ＜ ＜ ＜ ＜m 2m答案： ()cos sin g μθθ-2-8 一质量为1Kg 的球A ，以5m /s 的速率与原来静止的另一球B 作弹性碰撞，碰后A 球以4m /s 的速率垂直于它原来的运动方向，则B 球的动量大小为 。
物理新导学笔记选修3-5教科通用讲义：第二章 原子结构 3 Word含答案
3光谱氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.了解光谱分析在科技与生活中的应用．一、光谱与光谱的几种类型1．光谱(1)光谱：复色光通过棱镜分光后，分解为一系列单色光，而且按波长长短的顺序排列成一条光带，称为光谱．(2)光谱线：每一波长的单色光在光谱中形成一条亮线，称为光谱线．2．光谱的类型(1)发射光谱①连续谱：连续分布着的包含着由波长连续分布的各种色光的光谱．②明线光谱：在光谱中出现的由一些彩色亮线组成的光谱，每一条亮线称为光谱线．不同原子的明线光谱是不同的．③发射光谱：连续谱和明线光谱都是由发光物质直接产生的光谱，所以也称为发射光谱．(2)吸收光谱：让高温光源发出的白光通过温度较低的钠的蒸气，在连续谱的背景下有一些暗线，这是由于高温钠盐产生的蒸气吸收了白光中的一些特定频率的光而形成的谱线，称为吸收光谱．(3)原子光谱：①线状谱：同一原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线，称为线状谱．②原子光谱：同一种原子的发射和吸收的线状谱位置相同，不同原子的线状谱位置不同(填“相同”或“不同”)，说明不同原子的发光频率不同，这样的谱线称为原子光谱．二、光谱分析的应用1．光谱分析：由于原子发光的频率只与原子结构有关，因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”，用来鉴别物质的化学组成中是否存在这种原子，含量的多少等，这种方法叫做光谱分析．2．光谱分析的特点：极为灵敏，它可以在不破坏、不接触研究对象的情况下，获取其内部信息．3．光谱分析的应用：利用光谱分析，可以发现许多元素，比如准确推测出了太阳的元素组成；在医学、食品检测等方面也有重要应用．三、氢原子光谱1．广义巴尔末公式：1λ＝R H (1m 2－1n 2)(m ＝1,2,3…；n ＝m ＋1，m ＋2，m ＋3…)，其中R H 叫做里德伯常量．2．1895年，里德伯将巴尔末公式写为1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5,6…)． [即学即用] 判断下列说法的正误．(1)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几种特定频率的光．( √ )(2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．( √ )(3)巴尔末公式中的n 既可以取整数也可以取小数．( × )(4)在紫外区和红外区发现了一些新的氢原子谱线系，如赖曼系、帕邢系、布喇开系，也符合巴尔末公式的简洁和优美．( √ )一、光谱和光谱分析[导学探究] 如图1所示，使用分光镜，分组进行下面的活动．图1活动1：让白炽灯发出的强光通过一个狭缝进入分光镜，记录观察到的现象．活动2：在暗室中点燃酒精灯，在火焰上撒一些钠盐，使用分光镜观察火焰，记录观察到的现象．活动3：用弧光灯发出的白光，照射钠蒸气(在酒精灯的灯芯上撒上一些钠盐，钠盐受热分解产生钠蒸气)，用分光镜观察通过钠蒸气后的强光，记录观察到的现象．在以上三个活动中，你所观察到的光谱有什么不同？答案 在活动1中，观察到的是连续彩色光带，这种光谱称为连续谱，它是由波长连续分布的光组成的．在活动2中，可以观察到在光谱中出现一些彩色亮线．在活动3中，可以观察到在连续的彩色背景下有一些暗线．[知识深化]1．光谱的分类光谱⎩⎨⎧ 发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧ 连续谱线状谱吸收光谱2．几种光谱的比较3.太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱．(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了明亮背景下的暗线．4．原子光谱：对于同一种原子，线状谱的位置相同，不同原子的谱线位置不同，这样的谱线叫原子光谱，它只决定于原子的内部结构，也称为原子的特征谱线．5．光谱分析可用于光谱分析的光谱：明线光谱和吸收光谱．例1 (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是( )A ．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B ．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C ．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续谱D ．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分答案 BC解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A 错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D 错误；光谱分析只能是线状谱或吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，选项C 正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B 正确． 针对训练1 关于光谱，下列说法正确的是( )A ．一切光源发出的光谱都是连续谱B ．一切光源发出的光谱都是线状谱C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分答案 C解析 物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A 、B 错；做光谱分析可使用吸收光谱，也可以使用线状谱，D 错，C 对．二、氢原子光谱的实验规律及应用1．氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．2．巴尔末公式(1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了公式：1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5，…)，该公式称为巴尔末公式．(2)巴尔末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱，即辐射波长的分立特征．3．其他谱线：除了巴尔末系，氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线，也都满足与巴尔末公式类似的关系式．例2 (多选)下列关于巴尔末公式1λ＝R H (122－1n 2)的理解，正确的是( ) A ．此公式是巴尔末在研究氢原子光谱特征时发现的B ．公式中n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C ．公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D ．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析答案 AC解析 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A 对，D 错；公式中n 只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对．针对训练2 氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29答案 A解析 由巴尔末公式1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，… 当n →∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R H 122， 当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132， 得λ1λ2＝59.1．(原子光谱的产生)(多选)下列光谱中属于原子光谱的是( )A ．太阳光谱B ．放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C ．白炽灯的光谱D ．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱答案 BD解析 放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱、酒精灯中燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B 、D 对．2．(光谱的理解)(多选)关于光谱，下列说法中正确的是( )A ．炽热的液体发射连续谱B ．线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C ．太阳光谱中的暗线说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D ．发射光谱一定是连续谱答案 AB解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C 错误；发射光谱分为连续谱和线状谱，D 错误．3．(光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是()A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系答案 B解析由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，A错误；某种物质发光的线状谱中的亮线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误．4．(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴尔末通过对氢原子光谱的研究总结出巴尔末公式1λ＝R H(122－1n2)，n＝3,4,5，…对此，下列说法正确的是()A．巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式B．巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴尔末依据氢原子光谱的分析总结出巴尔末公式D．巴尔末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的答案CD解析巴尔末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确．考点一光谱和光谱分析1．(多选)下列物质中产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛D．极光答案BD解析炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱，发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱．选项B、D正确．2．太阳的连续谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线的原因是()A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素答案 C解析太阳内部进行着激烈的热核反应，它发出的连续谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱，我们通过对太阳光谱中暗线的分析，把它跟各种原子的特征谱线对照，就知道太阳大气层中含有氢、氮、氦、碳、镁、硅、钙、钠等几十种元素．因此正确答案为C. 3．对原子光谱，下列说法错误的是()A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素答案 B解析原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，B错误，C正确；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．4．(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A．连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱B．通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分C．连续谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光D．通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析，可鉴定物质成分答案CD解析连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的，而不是指光源是连续的．连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的，线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的，由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生，而不是指光源是线状的，A错，C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱含有一切波长的光，不是原子的特征谱线，不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线，所以可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，其优点是灵敏度高，在发现和鉴定元素上有着重大的意义，B错，D对．5．如图1甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()图1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素答案 B解析由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．6．(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A．炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱B．各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案AB解析吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是一一对应的，所以B正确．炽热的固体、液体和高压气体发光形成连续谱，稀薄气体发光形成线状谱，故A正确，C错误．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，D错误．考点二氢原子光谱的实验规律7．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案 B解析氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B 对，A 、C 错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，D 错．8．氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2为( ) A.2027 B.2720 C.23 D.32答案 A解析 由1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时， 波长最长，1λ1＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132， 当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－142， 解得：λ1λ2＝2720，由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.9．(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是()A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论答案BC解析根据经典电磁理论：电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，而是引入了新的概念．故正确答案为B、C.。