大学物理上(作业解答)

大学物理上(作业解答)

大学物理（一）例题、习题2012春学期第一章质点运动学例题：2，8习题：1，2，7，10，12，13，15第二章牛顿运动定律例题：2，4，5习题：1（1）（2），2（3），6，7，8，9，11，12第三章功与能例题：1，2习题：1（3）（4），2（3）（5），6，9，16，18第四章冲量和动量例题：4，5习题：1（1）（2）（4），2（1）（2）（3），3，8，18，23第五章刚体力学基础例题：3，7习题：1（1）（2）（3）（4），2（5）（6）（7），7，8，24第十章静电场例题：4，9，17，31.习题：1（1）（2）（3）（4），2（5），4，10，20，28，38，46，52.十一章恒定电流的磁场例题：2，6，13习题：1（1）（3）（4）（6），2（2）（4）（5），4，9，22，25，十二章电磁感应与电磁场例题：1，11习题：1（5），2（1）（4），7，11，16\n1.2（1）该时刻质点的瞬时加速度，从t1到t3时间内质点的平均加速度（2）圆周运动，匀速率曲线运动（3）1.1（1）BDFH，（2）ACGH，（3）BCDF，（4）D（5）C\n（4）1.7解（1）由运动学方程消去时间t可得轨迹方程，将（2）代入，有或\n当t=2s时，速度和加速度分别为\n积分得1.10解依题意1.12解（1）质点绕行一周所经历的路程为\n令由位移和平均速度的定义可知，位移和平均速度均为零，即可得质点绕行一周所经历的路程为平均速率为由以上结果可以看出，位移与路程、平均速度与平均速率是不同的。\n（2）t时刻质点的速度和加速度大小为当t=1s时\n1.13解（1）由用自然坐标表示的运动学方程可得固有（2）令解得\n即时，加速度大小为b（3）运行的圈数为\n(2)设时刻t时，质点的加速度和半径夹角为450，此时，法向与切向加速度大小为当t=2s时1.15解（1）质点的角速度及角加速度为即得\n解联立方程并注意到，可得对人2.6解分别选人（m1）、升降机（m2）、小滑轮为研究对象。由于滑轮、绳的质量不计，故绳中各处张力相等，整个系统处于静止状态。2.2（2）对升降机对小滑轮2.1（1）C，（2）（D）2.2（3）\n（2）欲使板从物体下面抽出，物体m所受的摩擦力必须达到最大静摩擦力，即，并获得最大的加速度，板也必须获得不小于a0的加速度。2.7解（1）物体与板一起运动时，选整体为研究对象，它们对桌面的压力的大小等于重力，即故板与桌面间的摩擦力大小为由于物体m与板一起以加速度a=1m/s2运动，故物体与板之间的摩擦力大小为\n将对板有带入可得即欲使板从物体下面抽出，力F至少要加到16.17N。\n解选固结于地面的oxy为定坐标系，固结于升降机的o’x’y’为动坐标系，A、B分析，用和分别代表A、B的相对加速度，用和分别代表A、B相对于地面的加速度。按题意o’x’y’相对于oxy的加速度为1/2g，方向沿y轴向上，根据加速度变换定理，2.8对A有对B有于是对B有\n于是对A有解以上方程组，并注意到可得注意到，可得A、B相对地面的加速度为\nA在最低位置时，x=h，这时N有最大值2.9解取A、B为研究对象，（1）A在最高位置时，x=-h，N有最小值\n（2）B对支撑面压力的最大值和最小值分别为2.11解选水为研究对象，受力分析，（1）对水有令N=0，此时水恰不能流出，得\n把水和桶看做一个整体，受力分析。最高点当时，水不会流出来。最低点解得最高点和最低点绳中的张力分别为\n显然，当时，N>0为拉力；当时，N<0为推力。2.12解（1）取小球为研究对象，小球在A处令N=0，得\n（2）此时小球的速度为40cm/s，小于，故小球在A点受到推力。小球在A、B、C三点时分别满足A点B点C点\n3.2(5),3.1(3)B(4)B3.2(3)0,18J,17J,7J3.6解：根据功的定义，有\n3.9解（1）由运动学方程先求出质点的速度，依题意有质点的动能为根据动能，力在最初4.0s内所做的功为\n（2）功率为这就是t=1s时力的瞬时功率。\n3.16解由图可得力的解析表达式为（1）根据功的定义，作用于木块的力所作的功为\n（2）根据动能定理，有可求得速率为\n3.18解（1）物体B受到物体A向右的推力而向右运动，经过O点时推力变为零而A、B分离，此时它们的速度相同，设为v，根据机械能守恒定律有（2）设A能移动的最大距离为s，有\n2(3)0,解设小球受冲量I作用后速度为，根据动量定理有作圆周运动满足1(1)D，（2）A，（4）B解方程时同时注意到时，，。于是解得2(1)54iN.s,27im/s2(2)-2mvi,\n8解人和车组成的系统沿水平方向动量守恒，有时，绳子将被拉断。人迎面跳上小车，根据动量守恒有\n18解（1）m和M组成的系统在水平方向动量守恒，设滑块沿斜面相对于小车的速度为，有小车移动的距离（2）系统的机械能守恒\n小车的速度为4.23解质心坐标为\n5.7解(1)根据以角坐标表示的运动学方程，有5.1（1）CE，（2）D，（3）C平均角加速度为5.2（2）5.2（1）2rad/s,4.47rad/s2,30cm/s25.2（3）\n（2）t=2s时，轮缘上一点的切向加速度、法向加速度和加速度的大小为5.8解（1）初角速度、末角速度分别为\n（2）角加速度为（3）因为是匀变速转动，由有（4）飞轮边缘上一点的线速度为\n（5）切向加速度为（6）法向加速度为5.24解小球在有心力作用下运动，动量矩守恒，运动过程仅弹性力做功，机械能守恒，固有\n解以上方程，可得小球在末状态时速度的大小和方向为\n10.4解建立坐标系，在带电直导线上取电荷元，它在p点产生的电场强度为10.2（5）则整个带电直导线在p点产生的电场强度为10.1（1）D，（2）B，（3）B，（4）B\n10.10解两个均匀带电的同心球面分别产生的电场强度分布，由高斯定理可知为根据叠加原理，两个同心球面产生的电场强度分布：当R1R2的区域得10.28解10.38解（1）把带电圆盘视为无数个不同半径的圆环。在轴线上距盘心为x处的p点产生的电势，等于这些带电圆环在该点产生的电势的叠加。取半径为r、宽度为dr的圆环，其上所带的电量为，它在p点产生的电势为\n（2）以A为圆心，以r和r+dr分别为半径作细圆环，它带的电量为，在A点产生的电势为则整个带电圆盘在p点产生的电势为因为，所以\n（3）由（1）知，当时，，，因此有整个带电圆盘在A点产生的电势为故\n10.52解当K合至1处，使C1充电，有10.46解零电容器中的能量为当K合至2处，使C2放电，电荷重新分布由C1、C2布上电压相等知\n解得能量变化为电容器中的能量\n11.1（1）B，（3）B，（4）B，（6）A11.4方向垂直纸面向里。载流长直导线AB在O点产生磁感应强度B2的大小为11.2（5）18,27,39,3解：圆心O处的B是由长直导线AB、DE和圆弧导线三部分电流产生的磁场叠加而成。弧在O点产生的磁感应强度B1的大小为\n其中方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里。故载流直导线DE在O点产生磁感应强度B3的大小为其中故\nO点的合磁感应强度的大小为方向垂直纸面向里11.9解：在导体截面内，以导体轴线为圆心做半径为r的圆为积分环路，则根据安培环路定理有\n当rr3时，\n11.22解：介质上束缚电流和导体板中传导电流在两导体板外侧产生的为0。以矩形abcd为积分路径，则同理可得根据介质中的安培环路定理\n11.25解（1）（2）\n12.1（5）12.7解：根据法拉第电磁感应定律，感生电动势的大小为（a）：C（b）：B式中h为o到ab的垂足。12.11解（1）当a’与a相接，在b与b’之间通以电流时，两线圈中的电流值反向，穿过线圈的总磁通量为0，故\n（2）a’与b相接，对a与b’两端，则为两线圈顺接串联，此时穿过线圈的总磁通量为此处所以\n解12.16