大学物理上册复习题参考答案
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练习题参考答案第一章4 3y[31.1(1) —7im；(2) -------- c m/s o3 4〃1.2(1) 4 i —4tj m/s；— 4j m/s2 (2) 4 i —8 j m/s；— 4 j m/s2 (3) 4^/2 m/s1.3(1) r = (31+ 5)i + t2 + 31— m (2) Ar = 3 i + 3.5 j m (3) — A尹一一V = r = 3i + 5j(m・sT)Ar_ dr _ _ _ _(4)V= —= 3f + (f + 3)7(m-s^)； 3i + 5j(m・sT)drdV(5) a =——=j(m-s 2) a2 = j(m-s 2)dt1.4(1) y = 2-x2/9 (2) r=6i-2j(SI)； v=3i -4j(SI)； a=-2j (SI)1.5V2 a1.6(1)。
= A。
—® [(月之一口2)cos 仞+ 2伽sin 仞]；(2)『=(2〃 + 1)〃/2刃，(〃 =0, 1, 2 ..............)” 1如之11.7一 = --- 1----v 2 v Q1.8v = 16 -2x21.9(1) 17.2m/s, 51.6m/s； (2) 23.0m/s1.100.91.11 5.76m1.12后 s1.13证：两个物体在任意时刻的速度为v A = v0 cos ai + (y0 sin a- gt)j v B = v0 cos /3i + (y0 sin/? - gt)jA V BA=VB ~V A wOoCOS^ — VoCOScOj + QoSinK — VoSina)/与时间无关，故8相对物体A的速度是常矢量。
JR2b2 +(v0 -bt)4 F (v0 - At, "I v01.15(1)。
= -------- -- ——，e = arctg — ------ )一；(2)t = —(3)〃：R \_ Rb \ b1.16(1)%=2.30xIO?"技，劣=4.80m • L , (2)。
大学物理复习题答案(同济大学课件)
第一章 质点运动学1、①cos sin 2ht r R ti R tj k ωωπ=++；②sin t x dx v R dt ωω==-，cos t y dy v R dtωω==，h 2z dz v dt π==；③2cos t x x dv a R dt ωω==-，2sin t y y dv a R dtωω==-，0z z dv a dt == 2、在运动函数中消去t ，可得轨道方程为28y x =- 由22(48)r ti t j =+-，得28dr v i t j dt ==+，8dva j dt== 可得在1t =时124r i j =-，128v i j =+，18a j = 在2t =时228r i j =+，2216v i j =+，18a j =3、①2343431.5/1010F t a m s m ++⨯====， 33000034,,,, 2.7/10v v dvt a dv adt dv adt dv dt v m s dt +=====⎰⎰⎰⎰②234343 1.5/1010F x a m s m ++⨯====，dv a dt =，34.10x dv dv dx dv v dt dx dt dx+===，3410xdx vdv +=，3003410v x vdv dx +=⎰⎰，/v s =4、以投出点为原点，建立直角坐标系。
0cos x v t θ=，201sin 2y v t gt θ=-以(,)x y 表示着地点坐标，则10y h m =-=-。
将此值和0v ，θ值一并代入得21110209.822t t -=⨯⨯-⨯⨯解之得， 2.78t s =和0.74t s =-。
取正数解。
着地点离投射击点的水平距离为：00cos 20cos30 2.7848.1x v t m θ==⨯⨯= 5、①02180218.8(/)60n rad s πωπ⨯===，0021800.59.42(/)60v R m s πω⨯==⨯= ②由于均匀减速，翼尖的角加速恒定，20018.80.209(/)90A Arad s t ωωα--===- 20.105(/)t a R m s α==-负号表示切向加速度的方向与速度方向相反。
大学物理学(第三版)上课后习题答案
第一章运动的描述1-1 ｜｜与有无不同?和有无不同? 和有无不同?其不同在哪里?试举例说明．解：（1）是位移的模，是位矢的模的增量，即，；（2）是速度的模，即.只是速度在径向上的分量.∵有（式中叫做单位矢），则式中就是速度径向上的分量，∴不同如题1-1图所示.题1-1图(3)表示加速度的模，即，是加速度在切向上的分量.∵有表轨道节线方向单位矢），所以式中就是加速度的切向分量.(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=()，=()，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r＝，然后根据 =，及＝而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即=及=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，故它们的模即为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、加速度定义作其二，可能是将误作速度与加速度的模。
在1-1题中已说明不是速度的模，而只是速度在径向上的分量，同样，也不是加速度的模，它只是加速度在径向分量中的一部分。
或者概括性地说，前一种方法只考虑了位矢在径向（即量值）方面随时间的变化率，而没有考虑位矢及速度的方向随间的变化率对速度、加速度的贡献。
1-3 一质点在平面上运动，运动方程为=3+5, =2+3-4.式中以 s计，,以m计．(1)以时间为变量，写出质点位置矢量的表示式；(2)求出=1 s 时刻和＝2s 时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；(3)计算＝0 s时刻到＝4s时刻内的平均速度；(4)求出质点速度矢量表示式，计算＝4 s 时质点的速度；(5)计算＝0s 到＝4s 内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计算＝4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)．解：（1）(2)将,代入上式即有(3)∵∴(4)则(5)∵(6)这说明该点只有方向的加速度，且为恒量。
(完整版)大学物理学上下册习题与答案
习题九一、选择题9.1 关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是：(A) 如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷．(B) 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零．(C) 如果高斯面上E处处不为零，则高斯面内必有电荷．(D) 如果高斯面内有净电荷，则通过高斯面的电场强度通量必不为零．［A(本章中不涉及导体)、 D ］ 9.2有一边长为a 的正方形平面，在其中垂线上距中心O 点a /2处，有一电荷为q 的正点电荷，如图所示，则通过该平面的电场强度通量为(A)03 q ． (B) 04 q (C) 03 q ． (D) 06 q ［D ］q题图9.19.3面积为S 的空气平行板电容器，极板上分别带电量q ，若不考虑边缘效应，则两极板间的相互作用力为(A)S q 02(B)S q 022 (C) 2022S q (D) 202Sq [B ]9.4 如题图9.2所示，直线MN 长为2l ，弧OCD 是以N 点为中心，l 为半径的半圆弧，N 点有正电荷q ，M 点有负电荷q ．今将一试验电荷0q 从O 点出发沿路径OCDP 移到无穷远处，设无穷远处电势为零，则电场力作功(A) A ＜0 , 且为有限常量． (B) A ＞0 , 且为有限常量．(C) A ＝∞． (D) A ＝0． ［D ，0O V ］-题图9.29.5静电场中某点电势的数值等于 (A)试验电荷q 0置于该点时具有的电势能．(B)单位试验电荷置于该点时具有的电势能． (C)单位正电荷置于该点时具有的电势能．(D)［C ］9.6已知某电场的电场线分布情况如题图9.3所示．现观察到一负电荷从M 点移到N 点．有人根据这个图作出下列几点结论，其中哪点是正确的？(A) 电场强度M N E E ． (B) 电势M N U U ．(C) 电势能M N W W ． (D) 电场力的功A ＞0．［C ］ 二、计算题9.7 电荷为q 和2q 的两个点电荷分别置于1x m 和1x m 处．一试验电荷置于x 轴上何处，它受到的合力等于零？ x2q q 0解：设试验电荷0q 置于x 处所受合力为零，根据电力叠加原理可得022220000(2)(2)ˆˆ0041414141q q q q q q i i x x x x 即：22221(2)0121011x x x x22212210x x x x2610(322)x x x m 。
大学物理(上册)课后习题及答案
因此有： ，∴
⑵由 得： ，两边积分得：
∴
⑶质点停止运动时速度为零， ，即t→∞，
故有：
⑷ 时，其速度为： ，
即速度减至 的 .
2.13作用在质量为10 kg的物体上的力为 N，式中 的单位是s，⑴求4s后，这物体的动量和速度的变化，以及力给予物体的冲量。⑵为了使这力的冲量为200 N·s，该力应在这物体上作用多久，试就一原来静止的物体和一个具有初速度 m/s的物体,回答这两个问题。
将 ，及 代入上式，即得： 。
6.9沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为 =0.05cos(10 )，式中 , 以米计， 以秒计。求：
⑴设 ＝100 N，问可使飞轮在多长时间内停止转动?在这段时间里飞轮转了几转?⑵如果在2s内飞轮转速减少一半，需加多大的力 ?
解：⑴先作闸杆和飞轮的受力分析图(如图(b))。图中 、 是正压力， 、 是摩擦力， 和 是杆在 点转轴处所受支承力， 是轮的重力， 是轮在 轴处所受支承力。
杆处于静止状态，所以对 点的合力矩应为零，设闸瓦厚度不计，则有：
解：因为
将以上初值条件代入上式，使两式同时成立之值即为该条件下的初位相。故有： ，
，
5.9一质量为 的物体作谐振动，振幅为 ，周期为 ，当 时位移为 。求：
⑴ 时，物体所在的位置及此时所受力的大小和方向；
⑵由起始位置运动到 处所需的最短时间；
⑶在 处物体的总能量。
解：由题已知 ，∴
又， 时，
故振动方程为：
⑴将 代入得：
方向指向坐标原点，即沿 轴负向。
⑵由题知， 时， ； 时，
∴
⑶由于谐振动中能量守恒，故在任一位置处或任一时刻的系统的总能量均为：
大学物理上册课后习题集答案解析
习题解答 习题一1-1 ｜r D ｜与r D 有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和td d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明．解：（1）r D 是位移的模，D r 是位矢的模的增量，即r D 12r r -=，12r r r-=D ；（2）t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t s d d . trd 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tˆr ˆt r t d d d d d d rr r += 式中trd d 就是速度径向上的分量，∴trt 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 =，tv d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有t t(v =v 表轨道节线方向单位矢），所以t vt v t v d d d d d d tt += 式中dt dv就是加速度的切向分量. (tt r d ˆd d ˆd t 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 =tr d d ，及a ＝22d d t r而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分v =22d d d d ÷øöçèæ+÷øöçèæt y t x 及a =222222d d d d ÷÷øöççèæ+÷÷øöççèæt 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 xt r a j t y i t x t r v222222d d d d d d dd d d d d +==+==\ 故它们的模即为22222222222222d d d d d d d d ÷øöçèæ+÷øöçèæ=+=÷øöçèæ+÷øöçèæ=+=t y t x a a a t y t x v v v y x y x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 tr a trv ==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（上册）参考答案
⼤学物理（上册）参考答案⼤学物理第⼀章作业题P21 1.1； 1.2； 1.4；1.9 质点沿x 轴运动，其加速度和位置的关系为 a ＝2+62x ，a 的单位为2s m -?，x 的单位为 m. 质点在x ＝0处，速度为101s m -?,试求质点在任何坐标处的速度值．解：∵x v v t x x v t v a d d d d d d d d ===分离变量：x x adx d )62(d 2+==υυ两边积分得 cx x v ++=322221 由题知，0=x 时，100=v ,∴50=c∴ 13s m 252-?++=x x v1.10已知⼀质点作直线运动，其加速度为 a ＝4+3t 2s m -?，开始运动时，x ＝5 m ，v =0，求该质点在t ＝10s 时的速度和位置．解：∵ t t va 34d d +==分离变量，得 t t v d )34(d +=积分，得 12234c t t v ++=由题知，0=t ,00=v ,∴01=c故2234t t v += ⼜因为2234d d t t t x v +==分离变量， tt t x d )234(d 2+=积分得 232212c t t x ++=由题知 0=t ,50=x ,∴52=c故 521232++=t t x所以s 10=t 时m70551021102s m 190102310432101210=+?+?=?=?+=-x v1.11⼀质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动⽅程为θ=2+33t ，θ式中以弧度计，t 以秒计，求：(1) t ＝2 s 时，质点的切向和法向加速度；(2)当加速度的⽅向和半径成45°⾓时，其⾓位移是多少?解：t t t t 18d d ,9d d 2====ωβθω(1)s 2=t 时， 2s m 362181-?=??==βτR a2222s m 1296)29(1-?=??==ωR a n(2)当加速度⽅向与半径成ο45⾓时，有145tan ==na a τ即βωR R =2亦即 t t 18)9(22= 则解得923=t 于是⾓位移为rad67.29232323=?+=+=t θ1.12 质点沿半径为R 的圆周按s ＝2021bt t v -的规律运动，式中s 为质点离圆周上某点的弧长,0v ，b 都是常量，求：(1)t 时刻质点的加速度；(2) t 为何值时，加速度在数值上等于b ．解：（1）bt v t sv -==0d dR bt v R v a b tva n 202)(d d -==-==τ则 240222)(R bt v b a a a n -+=+=τ加速度与半径的夹⾓为20)(arctanbt v Rba a n --==τ?(2)由题意应有2402)(R bt v b b a -+== 即 0)(,)(4024022=-?-+=bt v R bt v b b∴当b v t 0=时，b a =第⼆章作业题P612.9 质量为16 kg 的质点在xOy 平⾯内运动，受⼀恒⼒作⽤，⼒的分量为x f ＝6 N ，y f ＝-7 N ，当t ＝0时，==y x 0，x v ＝-2 m ·s -1，y v ＝0．求当t ＝2 s 时质点的 (1)位⽮；(2)速度．解：2s m 83166-?===m f a x x2s m 167-?-==mf a y y(1)--?-=?-=+=?-=?+-=+=20101200s m 872167s m 452832dt a v v dt a v v y y y x x x于是质点在s 2时的速度 1s m 8745-?--=ji v(2)m874134)167(21)4832122(21)21(220j i ji jt a i t a t v r y x --=?-+??+?-=++=2.10 质点在流体中作直线运动，受与速度成正⽐的阻⼒kv (k 为常数)作⽤，t =0时质点的速度为0v ，证明(1) t 时刻的速度为v ＝t mk ev )(0-；(2) 由0到t 的时间内经过的距离为x ＝(k mv 0)［1-t mke )(-］；(3)停⽌运动前经过的距离为)(0k m v ；(4)证明当k m t =时速度减⾄0v 的e 1，式中m 为质点的质量．答: (1)∵t v m kv a d d =-= 分离变量，得m tk v v d d -=即 ??-=vv t m t k v v 00d dmkt e v v -=ln ln 0∴ tm k ev v -=0(2)---===tttm k m ke k mv t ev t v x 000)1(d d(3)质点停⽌运动时速度为零，即t →∞，故有∞-=='00d k mv t ev x tm k(4)当t=k m时，其速度为e v e v ev v km m k 0100===-?-即速度减⾄0v 的e 1.2.11⼀质量为m 的质点以与地的仰⾓θ=30°的初速0v ?从地⾯抛出，若忽略空⽓阻⼒，求质点落地时相对抛射时的动量的增量．解: 依题意作出⽰意图如题2-6图题2-6图在忽略空⽓阻⼒情况下，抛体落地瞬时的末速度⼤⼩与初速度⼤⼩相同，与轨道相切斜向下,⽽抛物线具有对y 轴对称性，故末速度与x 轴夹⾓亦为o30，则动量的增量为0v m v m p -=?由⽮量图知，动量增量⼤⼩为v m ?，⽅向竖直向下．2.13 作⽤在质量为10 kg 的物体上的⼒为i t F ?)210(+=N ，式中t 的单位是s ，(1)求4s 后，这物体的动量和速度的变化，以及⼒给予物体的冲量．(2)为了使这⼒的冲量为200 N ·s ，该⼒应在这物体上作⽤多久，试就⼀原来静⽌的物体和⼀个具有初速度j ?6-m ·s -1的物体,回答这两个问题．解: (1)若物体原来静⽌，则it i t t F p t10401s m kg 56d )210(d -??=+==,沿x 轴正向，i p I im p v ??111111s m kg 56s m 6.5--??=?=?=?=?若物体原来具有6-1s m -?初速，则+-=+-=-=t ttF v m t m F v m p v m p 000000d )d (,??于是 ??==-=?t p t F p p p 0102d ?,同理， 12v v ?=?,12I I =这说明，只要⼒函数不变，作⽤时间相同，则不管物体有⽆初动量，也不管初动量有多⼤，那么物体获得的动量的增量(亦即冲量)就⼀定相同，这就是动量定理．(2)同上理，两种情况中的作⽤时间相同，即+=+=tt t t t I 0210d )210(亦即 0200102=-+t t 解得s 10=t ，(s 20='t 舍去)3.14⼀质量为m 的质点在xOy 平⾯上运动，其位置⽮量为j t b i t a rωωsin cos +=求质点的动量及t ＝0 到ωπ2=t 时间内质点所受的合⼒的冲量和质点动量的改变量．解: 质点的动量为)cos sin (j t b i t a m v m pωωω+-==将0=t 和t 分别代⼊上式，得j b m p ??ω=1,i a m p ??ω-=2,则动量的增量亦即质点所受外⼒的冲量为)(12j b i a m p p p I +-=-=?=ω2.15 ⼀颗⼦弹由枪⼝射出时速率为10s m -?v ，当⼦弹在枪筒内被加速时，它所受的合⼒为 F =(bt a -)N(b a ,为常数)，其中t 以秒为单位：(1)假设⼦弹运⾏到枪⼝处合⼒刚好为零，试计算⼦弹⾛完枪筒全长所需时间；(2)求⼦弹所受的冲量．(3)求⼦弹的质量．解: (1)由题意，⼦弹到枪⼝时，有0)(=-=bt a F ,得b a t =(2)⼦弹所受的冲量-=-=tbt at t bt a I 0221d )(将b at =代⼊，得b a I 22=(3)由动量定理可求得⼦弹的质量202bv a v I m ==第三章作业题P88 3.1； 3.2； 3.7；3.13计算题2-27图所⽰系统中物体的加速度．设滑轮为质量均匀分布的圆柱体，其质量为M ，半径为r ，在绳与轮缘的摩擦⼒作⽤下旋转，忽略桌⾯与物体间的摩擦，设1m ＝50kg ，2m ＝200 kg,M ＝15kg, r ＝0.1 m解: 分别以1m ,2m 滑轮为研究对象，受⼒图如图(b)所⽰．对1m ,2m 运⽤⽜顿定律，有a m T g m 222=- ① a m T 11= ②对滑轮运⽤转动定律，有(212Mr r T r T =- ③⼜，βr a = ④联⽴以上4个⽅程，得2212s m 6.721520058.92002-?=++?=++=M m m g m a题2-27(a)图题2-27(b)图题2-28图3.14 如题2-28图所⽰，⼀匀质细杆质量为m ，长为l ，可绕过⼀端O 的⽔平轴⾃由转动，杆于⽔平位置由静⽌开始摆下．求：(1)初始时刻的⾓加速度； (2)杆转过θ⾓时的⾓速度. 解: (1)由转动定律，有β)31(212ml mg=∴ l g23=β(2)由机械能守恒定律，有22)31(21sin 2ωθml l mg =∴ l g θωsin 3=题2-29图3.15 如题2-29图所⽰，质量为M ，长为l 的均匀直棒，可绕垂直于棒⼀端的⽔平轴O ⽆摩擦地转动，它原来静⽌在平衡位置上．现有⼀质量为m 的弹性⼩球飞来，正好在棒的下端与棒垂直地相撞．相撞后，使棒从平衡位置处摆动到最⼤⾓度=θ30°处． (1)设这碰撞为弹性碰撞，试计算⼩球初速0v 的值；(2)相撞时⼩球受到多⼤的冲量?解: (1)设⼩球的初速度为0v ，棒经⼩球碰撞后得到的初⾓速度为ω，⽽⼩球的速度变为v ，按题意，⼩球和棒作弹性碰撞，所以碰撞时遵从⾓动量守恒定律和机械能守恒定律，可列式：mvl I l mv +=ω0 ①2220212121mv I mv +=ω②上两式中231Ml I =，碰撞过程极为短暂，可认为棒没有显著的⾓位移；碰撞后，棒从竖直位置上摆到最⼤⾓度o30=θ，按机械能守恒定律可列式：)30cos 1(2212?-=lMg I ω③由③式得2121)231(3)30cos 1(?-=-=l g I Mglω由①式ml I v v ω-=0 ④由②式m I v v 2202ω-= ⑤所以22001)(2ωωm v ml I v -=-求得glmM m m M l ml I l v +-=+=+=31232(6)311(2)1(220ωω (2)相碰时⼩球受到的冲量为-==0d mvmv mv t F由①式求得ωωMl l I mv mv t F 31d 0-=-=-=?glM 6)32(6--=负号说明所受冲量的⽅向与初速度⽅向相反．第五章作业题P145 5.1； 5.2；5.7 质量为kg 10103-?的⼩球与轻弹簧组成的系统，按)SI ()328cos(1.0ππ+=x 的规律作谐振动，求：(1)振动的周期、振幅和初位相及速度与加速度的最⼤值；(2)最⼤的回复⼒、振动能量、平均动能和平均势能，在哪些位置上动能与势能相等?(3)s 52=t 与s 11=t 两个时刻的位相差；解：(1)设谐振动的标准⽅程为)cos(0φω+=t A x ，则知：3/2,s 412,8,m 1.00πφωππω===∴==T A ⼜πω8.0==A v m 1s m -? 51.2=1s m -?2.632==A a m ω2s m -?(2) N 63.0==m m a FJ 1016.32122-?==m mv E J 1058.1212-?===E E E k p当p k E E =时，有p E E 2=，即 )21(212122kA kx ?=∴ m 20222±=±=A x (3) ππωφ32)15(8)(12=-=-=?t t5.8 ⼀个沿x 轴作简谐振动的弹簧振⼦，振幅为A ，周期为T ，其振动⽅程⽤余弦函数表⽰．如果0=t 时质点的状态分别是：(1)A x -=0；(2)过平衡位置向正向运动；(3)过2Ax =处向负向运动； (4)过2Ax -=处向正向运动．试求出相应的初位相，并写出振动⽅程．解：因为 -==000sin cos φωφA v A x将以上初值条件代⼊上式，使两式同时成⽴之值即为该条件下的初位相．故有)2cos(1πππφ+==t T A x)232cos(232πππφ+==t T A x)32cos(33πππφ+==t T A x)452cos(454πππφ+==t T A x5.9 ⼀质量为kg 10103-?的物体作谐振动，振幅为cm 24，周期为s 0.4，当0=t 时位移为cm 24+．求：(1)s 5.0=t 时，物体所在的位置及此时所受⼒的⼤⼩和⽅向； (2)由起始位置运动到cm 12=x 处所需的最短时间； (3)在cm 12=x 处物体的总能量．解：由题已知 s 0.4,m 10242=?=-T A ∴ 1s rad 5.02-?==ππωT⼜，0=t 时，0,00=∴+=φA x 故振动⽅程为m )5.0cos(10242t x π-?=(1)将s 5.0=t 代⼊得0.17mm )5.0cos(102425.0=?=-t x πN102.417.0)2(10103232--?-=-=-=-=πωxm ma F⽅向指向坐标原点，即沿x 轴负向． (2)由题知，0=t 时，00=φ，t t =时 3,0,20πφ=<+=t v A x 故且∴ s 322/3==?=ππωφt(3)由于谐振动中能量守恒，故在任⼀位置处或任⼀时刻的系统的总能量均为J 101.7)24.0()2(10102121214223222--?====πωA m kA E5.11 图为两个谐振动的t x -曲线，试分别写出其谐振动⽅程．题4-8图解：由题4-8图(a)，∵0=t 时，s 2,cm 10,,23,0,0000===∴>=T A v x ⼜πφ即 1s rad 2-?==ππωT故 m )23cos(1.0ππ+=t x a 由题4-8图(b)∵0=t 时，35,0,2000πφ=∴>=v A x 01=t 时，22,0,0111ππφ+=∴<=v x⼜ππωφ253511=+?= ∴πω65= 故 m t x b )3565cos(1.0ππ+= 5.12 ⼀轻弹簧的倔强系数为k ，其下端悬有⼀质量为M 的盘⼦．现有⼀质量为m 的物体从离盘底h ⾼度处⾃由下落到盘中并和盘⼦粘在⼀起，于是盘⼦开始振动．(1)此时的振动周期与空盘⼦作振动时的周期有何不同? (2)此时的振动振幅多⼤?(3)取平衡位置为原点，位移以向下为正，并以弹簧开始振动时作为计时起点，求初位相并写出物体与盘⼦的振动⽅程．解：(1)空盘的振动周期为k M π2，落下重物后振动周期为km M +π2，即增⼤．(2)按(3)所设坐标原点及计时起点，0=t 时，则kmgx -=0．碰撞时，以M m ,为⼀系统动量守恒，即0)(2v M m gh m +=则有 Mm ghm v +=20 于是gM m khk mg M m gh m k mg v x A )(21))(2()()(22222++=++=+=ω（3）gm M khx v )(2tan 000+=-=ωφ (第三象限)，所以振动⽅程为 ?+++++=g m M kh t M m k gM m khk mg x )(2arctan cos )(215.15 试⽤最简单的⽅法求出下列两组谐振动合成后所得合振动的振幅：(1) +=+=cm )373cos(5cm )33cos(521ππt x t x (2)??+=+=cm)343cos(5cm )33cos(521ππt x t x 解： (1)∵ ,233712πππφφφ=-=-=?∴合振幅 cm 1021=+=A A A(2)∵ ,334πππφ=-=?∴合振幅 0=A5.16 ⼀质点同时参与两个在同⼀直线上的简谐振动，振动⽅程为-=+=m)652cos(3.0m )62cos(4.021ππt x t x 试分别⽤旋转⽮量法和振动合成法求合振动的振动幅和初相，并写出谐振⽅程。
大学物理课后习题答案(上)
1、26t i dt r d v+==，j i v 61+= ，j i tr r v 261331+=-=-∆ ， j v v a 24131331=--=-2、0202212110v Kt v Ktdt v dv t Kv dt dv t v v +=⇒-⎰=⎰⇒-= 所以选（C ） 3、因为位移00==v r ∆，又因为,v 0≠∆0≠a 。
所以选（B ）4、选（C ）5、（1）由,mva Fv P ==dt dv a = ，所以：dt dv mv P =，⎰⎰=vtmvdv Pdt 0积分得：mPtv 2=（2）因为m Pt dtdx v 2==，即：dt m Ptdx tx ⎰⎰=002，有：2398t mP x = 练习二 质点运动学 （二）1、平抛的运动方程为2021gt y tv x ==，两边求导数有：gtv v v y x ==0，那么2220t g v v +=，222022t g v tg dt dv a t +==，=-=22t n a g a 2220tg v gv +。
2、 2241442s /m .a ;s /m .a n n ==3、 （B ）4、（A ）1、0232332223x kt x ;tk )t (a ;)k s (t +=== 2、0321`=++v v v 3、（B ） 4、（C ）练习四 质点动力学（一）1、m x ;i v 912==2、（A ）3、（C ）4、（A ）练习五 质点动力学（二）1、m'm muv )m 'm (v V +-+-=002、（A ）3、（B ）4、（C ）5、（1）Ns v v m I v s m v t t v 16)(,3,/19,38304042=-===+-= （2）J mv mv A 17621212024=-=练习六、质点动力学（三）1、J 9002、)R R R R (m Gm A E 2121-=3、（B ）4、（D ）5、)(21222B A m -ω练习七 质点动力学（四）1、)m m (l Gm v 212212+=2、动量、动能、功3、（B ）4、（B ）练习八 刚体绕定轴的转动（一）1、πωω806000.,.解：（1）摩擦力矩为恒力矩，轮子作匀变速转动 因为00120180ωωωββωω..t -=-=⇒+=；同理有00260ωβωω.t =+=。
大学物理复习题及答案
大学物理复习题及答案大学物理复习题及答案大学物理是一门让许多学生头疼的课程，需要掌握大量的理论知识和解题技巧。
为了帮助大家更好地复习和准备考试，本文将提供一些常见的大学物理复习题及其详细解答，希望对大家有所帮助。
1. 问题：什么是牛顿第一定律？请用自己的话解释。
答案：牛顿第一定律，也被称为惯性定律，是牛顿力学的基础之一。
它表明一个物体在没有外力作用时会保持静止或匀速直线运动的状态。
简单来说，物体如果没有受到力的作用，就会保持原来的状态，如果静止就继续保持静止，如果运动就继续保持匀速直线运动。
2. 问题：什么是摩擦力？它有什么特点？答案：摩擦力是物体之间接触时产生的一种力。
它的特点是与物体之间的接触面积和表面粗糙程度有关，同时也与物体之间的压力大小相关。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体相对静止时产生的摩擦力，它的大小与物体之间的相对运动趋势有关。
动摩擦力是物体相对运动时产生的摩擦力，它的大小与物体之间的相对速度有关。
3. 问题：什么是牛顿第二定律？请用公式表示。
答案：牛顿第二定律是描述力、质量和加速度之间关系的定律。
它的数学表达式为F = ma，其中F代表作用在物体上的力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
根据牛顿第二定律，当物体受到外力作用时，它的加速度与所受力成正比，与物体的质量成反比。
4. 问题：什么是功？它与能量有什么关系？答案：功是描述力对物体做功的物理量。
它的数学表达式为W = Fd cosθ，其中W代表功，F代表力，d代表力的作用距离，θ代表力的方向与物体运动方向之间的夹角。
功与能量有着密切的关系，根据能量守恒定律，功可以改变物体的能量，使其从一种形式转化为另一种形式。
例如，当我们用力将物体移动一段距离时，我们对物体做了功，使其具有了动能。
5. 问题：什么是弹力？它有什么特点？答案：弹力是一种物体在被拉伸或压缩时产生的力。
它的特点是与物体的形变程度成正比，同时具有恢复力的性质。
大学物理期末复习练习题参考解答
一、选择题
[ ] 1、下列说法错误的是： (A) 同一时刻距离波源越远的波面相位越落后。 (B) 机械波的传播是动量和能量在介质中的传递。 (C) 一列简谐波上各质点的振动频率等于波的频率。 (D) 一列简谐波上各质点的振动速度大小就等于波的速 度大小。
答案：D
[ ] 2、平面谐波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如
设汽车的速度为 vs
汽车在驶近车站时，车站收到的频率为
1
u
u vs
0
汽车驶离车站时，车站收到的频率为
2
u
u vs
0
联立以上两式，得
vs
u1 1
2 2
330 1200 1000 1200 1000
30m / s
答案：A
[ ]9、下列说法错误的是： (A)驻波是一种特殊的干涉现象，波腹相当于干涉极大， 波节相当于干涉极小。 (B)驻波相邻两波节节间的各质点初相位相同，而一般 干涉相邻两极小间各质点初相位不都相同。 (C)驻波一波节两侧的各质点将同时到达最大值，同时 通过平衡位置。 (D)驻波上各节点始终保持静止，各腹点始终在最大位 移处。
知s1的相位比s2的相位超前, 则s1 与s2连线中点的振幅
为 0m .
2
1
2
r2
r1
8. 一平面简谐波表达式为y=4sin(t－4x) (SI), 则该波的频
率ν(Hz)为 1/2 波速u(m/s)为 1/4 波线上各点振动的振 幅A(m)为 4 。
y 4cos[ (t 4x) ]
为 x=(k+1/2)(/2), k=0,1,2,3,…… .
y1 Acos[2 (t x ) 2] y 2Acos(2x ) cos(2t 2) 波节位置为：2x k 2 k=0,1,2,3,……
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物理复习题
部分习题答案（选择，计算）
选择题
1.D 只有③是正确的
2.C 它的动量不断改变，对圆心的角动量不变
3.B 动量变，角动量不变
4.1/16
5.B 频率不变
6.A 0
7.D 所研究的问题的性质
8.C 该系统的角动量不变
9.A 2v
10.A. π/2
11.0.08m/s2
12.B 4倍
13.B ω
0
14.C ±√22A
计算题
1. 解：m从上往下滑动过程中，机械能守恒，以m，M地球为系统，
最低点为重力势能零点，则有
mgR=12mv2+12MV2
在下滑过程中，动量守恒，以m，M为系统，则在m脱离M瞬间，
水平方向有 mv-MV=0
联立可得 v= 2𝑚𝑔𝑅𝑚+𝑀
答：
2. 解：v=ωR=2kt2
切线加速度：a切= dvdt=4kt
法向加速度：a法= 𝑣2𝑅
当t=2s时，v=2kt2=2k×2×2=8k=32
得k=4
当k=1s时：v=2kt2=2×4×1×1=8m/s
切线加速度：a切=4kt=4×4×1=16m/s
2
法向加速度：a法= 𝑣2𝑅=822=32m/s2
加速度：a加= 𝑎法2+𝑎切2=√162+322=35.8m/s2
答：
3. 解：（1）∆𝑝 = 𝑓 dt= 5𝑗 30dt=15𝑗 （kg·m·𝑠−1）
（2）∵M= dz𝑑𝑡
∴∆L= 𝑀 𝑡0dt= (𝑟 𝑡0×𝐹 )dt
= ［ 4+𝑡 𝑖 +(6𝑡+
1230)×5
3
𝑡2𝑗 ］×5𝑗 dt
= 5(4+𝑡)30𝑘 dt=82.5𝑘 kg·𝑚2·𝑠−1
答：
4.解：由v= 𝑎𝑑𝑡= （4+3t）𝑑𝑡=4𝑡+32𝑡2＋C
由v0=0代入方程，可得C=0
∴v=4t+32t2
5.未找到答案
8.未找到答案
9.解：设下滑距离s时，速度为v，此时滑轮角速度ω=v/R
由机械能守恒：mgssin𝜃=𝑚𝑣22+𝑘𝑠22+𝐽𝜔22
代入ω得 mgssin𝜃=𝑚𝑣22+𝑘𝑠22+𝐽2 𝑣𝑅 2
∴v=R 2𝑚𝑔𝑠sin𝜃−𝑘𝑠2𝐽+𝑚𝑅2
答
10.(1)由题意设O点处质点振动方程为
y0=Acos(𝜔t+φ0)
将初始条件代入，可得初相位φ0=32π
∴原点振动方程为y0=0.1cos（200πt+32π）
∴波函数为y0=0.1cos［200π（t-𝑥400）+32π］
答
(2).将xp=2m代入波函数可得
y0=0.1cos［200π（t-2400）+32π］=0.1cos（200πt+π2）
答
6.未找到答案
11.解：根据能量守恒定律：
mgh=12k2+12J 𝑣𝑅 2+12m𝑣2
得v=R 2𝑚𝑔−k2𝐽+𝑚𝑅2
答
12.(1)根据受力分析图,及题目条件可得
𝑚𝑔−𝑇=𝑚𝑎
𝑅𝑇=𝐽𝛽
𝑎=𝑅𝛽
𝐽=12𝑚𝑅
2
求得T= 12mg=12×8×9.8=39.2
N
(2)当物体下落时，作匀变速运动，设2s时物体下落的
距离为x
则x=v0t+12t2 =14gt2 =14×9.8×22=4.8m
∴v=𝑥𝑡 =9.82 =4.9m/s
答
13.解：（1）已知平面简谐波的波动方程
y=acos(bt-cx)
将上式与波动方程的标准形式
y=acos(2πμt-2π𝑥𝜆)
比较：可得波振幅为a，频率μ=𝑏2π,波长λ=2π𝑐，波速
u=λμ=𝑏𝑐 ,波动周期T=1μ=2π𝑏
(2).将x=L代入波动方程可得该点振动方程
y=acos(bt-cL)
(3)任一时刻t=同一波线上两点间的位相差为
∆φ=2πλ（x2-x1）
将x2-x1=d,及λ=2𝜋𝑐代入上式
得∆φ=cd
答
14.解：（1）等体过程
由热力学第一定律得
吸热及增加的内能 Q=∆E=υCv（T2-T1）=υ𝑖2R(T2-T1)
Q=∆E=
3
2
×8.31×(350-300)=623.5J
对外做功 W=0
答
15.未找到答案
16.解：（1）由abc过程：可求出b态和a态之间的内能差
Q=∆E+A
∆E=Q-A=420-150=270J
abd过程：系统做功A=50J
Q=∆E+A=270+50=320J 系统吸热
（2）ba过程中，外界对系统做功90J
Q=∆E+A=-270-90=-360J 系统放热