大学物理祝之光课后习题答案
物理学第三版祝之光课后练习答案
1-4 已知一质点的运动方程为22,2,x t y t ==-式中t 以s 计，x 和y 以m 计。
（1）计算并图示质点的运动轨迹；（2）求出1t s = 到2t s =这段时间内质点的平均速度； （3）计算1秒末和2秒末质点的速度；（4）计算1秒末和2秒末质点的加速度。
解（1）222224x t x y y t=⎧=-+⎨=-⎩由得运动轨迹如图(2) 22(2)r ti t j =+-21(42)(2)23r r r i j i j i j ∆=-=--+=-12323()21r i j v i j m s t -∆-===-⋅∆- （3）12222224drv i tj v i j v i jdt ==-=-=-（4）1222dva j a a jdt==-==-1-9 质点从静止出发沿半径3R m =的圆周作匀变速运动，切向加速度23t a m s -=⋅。
问：（1）经过多少时间后质点的总加速度恰好与半径成045角？（2）在上述时间内，质点所经历的角位移和路程各为多少？解（1）t n a a =由题意知， 23()R m s -=⋅可得 22333()m s ωα-==⋅ 解得 211()1()s s αω--⎧=⎨=⎩ 又因为 00ω=且质点作匀变速圆周运动由1()tt s ωα==可得（2）由匀变速圆周公式 2012t t θωα=+得2101110.5()30.5 1.5()2rad s R m θθ=⋅+⋅⋅===⋅=1-10 列车沿圆弧轨道行驶，方向由西向东逐渐变为向北，其运动规律280s t t =-（x 以m 计，t 以s 计）。
当0t =时，列车在A 点，此圆弧轨道的半径为1500m .若把列车视为质点， 求列车从A 点行驶到1200s m =处的速率和加速度。
o11 22 3解 802dsv t dt==- （1） 当1200s m =时，有2120080t t =- 解得 1220()60()t s t s ==（不合题意，舍去）将120()t s =代入（1）式， 18022040(v m s -=-⋅=⋅012000.8()45.84()1500s rad R θ====东偏北又1222()(802)1500t n dv a m s dt v t a R -⎧==-⋅⎪⎪⎨-⎪==⎪⎩20t s =时 222()15()16t n a m s a m s --⎧=-⋅⎪⎨=⋅⎪⎩222342.27()15t n a a a m s -=+==⋅ 015tan 25.1332n t t a a a a ααα==设与的夹角为，则=2-3 如图所示，已知124,0.3,0.2,F N m kg m kg ===两物体与平面的摩擦因数均为.求质量为2m解：隔离物体12,m m ，作出受力分析图，由牛二定律可得:12111222T T F F f m a F f m a --=⎧⎪⎨-=⎪⎩ 由题意：12112212212T T F F f m gf mg a a μμ=⎧=⎧⎪⎨⎨==⎩⎪⎩且代入上式，可得22112222122T T F F m g m a F m g m a μμ⎧--=⋅⎪⎨⎪-=⎩A北题1-10图1mF2m题2-3图1m1f T F2f 2T F2m解此方程组，解得22122121212(2) 4.78()22(23) 1.35()4T F g m m a m s m m F m g F m N m m μμ--+⎧==⋅⎪+⎪⎨⎪-==⎪+⎩ 第六章 静电场6-33,0）点分别放置电荷66122.010, 1.010Q C Q C --=-⨯=⨯的点电荷，求点(3,1)P -处的场强（坐标单位为m ）。
《大学物理(祝之光)》2-3
F1
m2 Fiin mi
m2
∫F
1
2
dr2 +
1
∫f
2
dr2 = E k 2
∫ F dr + ∫ F
第二章 力 动量 动能
dr2 +
∫f
12
dr12 = E k
外力功
内力功
8
个质点, 对第 i 个质点,有
Wi + Wi = E ki E ki 0
ex in
m1 m2 Fiin mi
Fiex
外力功
内力功
对质点系, 对质点系,有
∑W
i
ex
i
+ ∑Wi = ∑ Eki ∑ Eki 0 = Ek Ek 0
in i i i
质点系动能定理 质点系动能定理 注意
第二章 力 动量 动能
W
ex
+ W = Ek Ek 0
in
9
内力可以改变质点系的动能
如图所示,一木块M静止在光滑的水平面上 静止在光滑的水平面上, 例3 如图所示,一木块 静止在光滑的水平面上,一子弹沿水平 方向以速度v 射入木块内一段距离S'而停在木块内 而停在木块内, 方向以速度 射入木块内一段距离 而停在木块内,求:木块对 子弹的磨擦力的大小. 子弹的磨擦力的大小. S' v V 以子弹, 解:以子弹,木块为一系统
o rA
dr
合力的功 = 分力的功的代数和
rB
rHale Waihona Puke W = ∫ ∑ Fi d r = ∑ ∫ Fi d r = ∑ W i i F = Fx i + F y j + Fz k
dr = dxi + dyj + dzk
大学物理课后习题答案(全册)
《大学物理学》课后习题参考答案习题11-1. 已知质点位矢随时间变化函数形式为)ωｔsin ωｔ(cos j i R r其中为常量．求：（1）质点轨道；(2)速度和速率。
解：1）由)ωｔsin ωｔ(cos j i R r知t cos R x ωtsin R yω消去t 可得轨道方程222Ryx2）jr vt Rcos sin ωωt ωR ωdtd iRωt ωR ωt ωR ωv2122])cos ()sin [(1-2. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j ir )t 23(t 42，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求：（1）质点的轨道；（2）从0t到1t 秒的位移；（3）0t 和1t 秒两时刻的速度。
解：1）由j ir)t 23(t 42可知2t 4x t23y消去t 得轨道方程为：2)3y(x2）jir v 2t 8dtd jij i v r 24)dt2t 8(dt101Δ3）jv 2(0)jiv 28(1)1-3. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j ir t t 22，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。
解：1）ji r v2t 2dtd iv a2dtd 2）212212)1t(2]4)t 2[(v1tt 2dtdv a 2t22221nta aat 1-4. 一升降机以加速度a 上升，在上升过程中有一螺钉从天花板上松落，升降机的天花板与底板相距为d ，求螺钉从天花板落到底板上所需的时间。
解：以地面为参照系，坐标如图，升降机与螺丝的运动方程分别为20121att v y （1）图 1-420221gttv h y （2）21y y （3）解之2d tg a 1-5. 一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求：（1）小球的运动方程；（2）小球在落地之前的轨迹方程；（3）落地前瞬时小球的td dr ，td dv ，tv d d .解：（1）t v x 0式（1）2gt21hy 式（2）jir )gt 21-h (t v (t)20（2）联立式（1）、式（2）得22v 2gx hy （3）ji r gt -v td d 0而落地所用时间gh 2t所以j i r 2gh -v t d d 0jv g td d 2202y2x)gt (vvvv 211222222[()](2)g ghg t dv dtvgt vgh 1-6. 路灯距地面的高度为1h ，一身高为2h 的人在路灯下以匀速1v 沿直线行走。
物理学(祝之光)第三版部分习题解答
2
1-6 球无摩擦地沿如图所示的坡路上加速滑动。试分别讨论在 A 点（平地上） 、 B 点（上坡
� dv dv 起点） 、 C 点（坡的最高点）和 D 点（下坡路中的一点） ，关系式 = 是否成立？为什 dt dt
34 = 2.27( m ⋅ s − 2 ) 15
设a与at 的夹角为α ，则 tan α =
an 15 = at 32
α = 25.130
第二章 力 动量 能量
2-2 把一个质量为 m 的木块放在与水平成 θ 角的固定斜面上， 两者间的静摩擦因数 µ′ 较小， 因此若不加支持，木块将加速下滑。 （1）试证
θ
sin θ − µ ′ cos θ mg cos θ + µ ′ sin θ
FN = mg cos θ + F sin θ =
mg cos θ + µ ′ sin θ
（3）由 FN = mg cos θ + F sin θ ，正压力随着 F 的增大而增加。
当F cos θ < mg sin θ
即 F < mg tan θ时，
（1）计算并图示质点的运动轨迹； （2）求出 t = 1s 到 t = 2 s 这段时间内质点的平均速 度； （3）计算 1 秒末和 2 秒末质点的速度； （4）计算 1 秒末和 2 秒末质点的加速度。 解（1） 由 ⎨
⎧ x = 2t 2 ⎩y = 2 −t
得
y=−
x2 +2 4
大学物理学祝之光版课后练习答案
大学物理学祝之光版课后练习答案第一章质点运动时间空间1-1 一质点在平面上作曲线运动，t1 时刻的位置矢量为r1 2i 6 j ，t2 时刻的位置矢量为r2 2i 4 j 。
求：（1）在t t2 t1 时间内位移的矢量式：（2）该段时间内位移的大小和方向：（3）在坐标图上画出r1 r2 及r 。
（题中r 以m 计，t 以s 计）（1）r r2 r1 2i 4 j 2i 6 j 4i 2 j解：（2）r 42 2 2 4.47m y 2 1 tan 26.60 （为r 与x轴的夹角）x 4 2 （3）Y 6 r 4 r1 2 r2 X -2 0 2 4 61-2 一质点作直线运动，其运动方程为x 1 4t t ，其中x 以m 计，t 以s 计。
求：2（1）第3 秒末质点的位置；（2）前3 秒内的位移大小；（3）前3 秒内经过的路程（注；意质点在何时速度方向发生变化）（4）通过以上计算，试比较位置、位移、路程三个概念的区别解（1）x3 1 4 3 3 4 m 2 （2）x x3 x0 1 4 3 3 1 3 m 2 dx （3）v 4 2t v 0时t 2 s dt s x2 x0 x3 x2 5m （4）（略）1-3 质点从某时刻开始运动，经过t 时间沿一曲折路径又回到出发点 A 。
已知初速度v0与末速度vt 大小相等，并且两速度矢量间的夹角为，如题1-3 图所示。
（1）求t 时间内质点的平均速度；（2）在图上画出t 时间内速度的增量，并求出它的大小；（3）求出t 时间内的平均加速度的大小，并说明其方向。
r 解（1）r 0 v0 t vt v v0 （2）v vt2 v0 2vt v0 cos 2 （如图所示）v A （3）a 方向同v 方向。
t 1-4 已知一质点的运动方程为x 2t y 2 t2 式中t 以s 计，x 和y 以m 计。
（1）计算并图示质点的运动轨迹；（2）求出t 1s 到t 2 s 这段时间内质点的平均速（4）计算 1 秒末和 2 秒末质点的加速度。
大学物理学答案
专科用《物理学》（祝之光编）部分习题解答第一章 质点运动 时间 空间1-1 一质点在平面上作曲线运动，1t 时刻的位置矢量为1(26)r i j =-+，2t 时刻的位置矢量为2(24)r i j =+。
求：（1）在21t t t ∆=-时间内位移的矢量式： （2）该段时间内位移的大小和方向：（3）在坐标图上画出12,r r 及r ∆。
（题中r 以m 计，t 以s 计） 解：（1）21(24)(26)42r r r i j i j i j ∆=-=+--+=- （2）24( 4.47()r m ∆=+= 021tan 26.642y r x x θθθ∆-===-=-∆∆（为与轴的夹角）（3）1-2 一质点作直线运动，其运动方程为214x t t =+-，其中x 以m 计，t 以s 计。
求：（1）第3秒末质点的位置；（2）前3秒内的位移大小；（3）前3秒内经过的路程（注意质点在何时速度方向发生变化）；（4）通过以上计算，试比较位置、位移、路程三个概念的区别解（1）2314334()x m =+⋅-=（2）230(1433)13()x x x m ∆=-=+⋅--=（3）420dxv t v dt==-=时2()t s '=20325()s x x x x m =-+-= （4）（略）X241r2r1-3 质点从某时刻开始运动，经过t ∆时间沿一曲折路径又回到出发点A 。
已知初速度0v 与末速度t v 大小相等，并且两速度矢量间的夹角为θ，如题1-3图所示。
（1）求t ∆时间内质点的平均速度；（2）在图上画出t ∆时间内速度的增量，并求出它的大小；（3）求出t ∆时间内的平均加速度的大小，并说明其方向。
解（1）0r ∆=0rv t∆==∆ （2）2t v v v ∆=+ （如图所示） （3）va t∆=∆ 方向同v ∆方向。
1-4 已知一质点的运动方程为22,2,x t y t ==-式中t 以s 计，x 和y 以m 计。
普通物理学答案 祝之光 总第五章
4
石家庄学院------普通物理讲义Fra bibliotek第五章
热力学基础
主讲教师
吴海滨
所做的功。 解：两种方法 p V p2V2 ) （1）由 W 1 1 1 7 p1 1 10 Pa ， p2 1 105 Pa ， V1 1 102 m3 ， 根据 p1V1 p2V2 , V2
W
系统对外界做功 外界对系统做功
3 热力学第一定律对微小过程的应用 dQ dE dW 三．准静态过程中气体的功 1．准静态过程： 从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态的过程。 p 准静态过程中气体的各状态参量 1 ( p ,V , T ) p1 都有确定的值，可在 P-V 图上作 1 1 1 出连续的过程曲线.
例 5-1 如图所示（书）使 1mol 氧气（1）从状态 a 等温变化到状态 b;(2)从 a 等体变化到状态 c,再等压变化到 b.试分别计算气体所做的功及吸收的热量。 解： （1）由 a 等温变化到状态 b：气体吸收的热量等于对外作的功 Vb Vb V V m RTb m QT W pdV RTb ln b pbVb ln b dV Va M V M Va Va Va
T p 得 2 2 T1 p1
1
1 p 1 2 故 W p1V1 1 p1 2
0.4 5 1.4 5 10 2 7 W 10 10 7 1 J 1.83 105 J 10 2 5-2 循环过程 卡诺循环
《大学物理(祝之光)》2-5
vt = v0 + at
1
相对论: 相对论:
m=
m0 1 v2 / c2
相对论质速关系式
m 0 :物体相对观察者静止时测得的质量 ——静质量 静质量
物体以速率v相对观察者运动时测得的质量 m:物体以速率 相对观察者运动时测得的质量 相对论质量 讨论: 讨论:
m
m0
Cv 相对论质速关系曲线
2
1) v ≈ c, m → ∞
§ 2-5 质-速 质-能关系
m → m0
dv F =m dt
4
三 相对论能量
1 2 1 经典: 经典:动能定理 E = F d r = m v m v 2 ∫ k 0 2 2 相对论: 相对论:
设一质点在变力作用下作一维运动 ,即
F = Fi
元功
v0 = 0 E k 0 = 0
Ek
利用
dW = F dx = dE x x dp dx = = F dx = 0 0 dt
2
相对论质能关系式
揭示:能量和质量这两个重要物理量间的密切联系. 揭示:能量和质量这两个重要物理量间的密切联系. 这两个重要物理量间的密切联系
7
质能关系式 爱因斯坦认为( 爱因斯坦认为(1905) ) 懒惰性 活泼性 惯性 ( inertia ) 能量 ( energy )
E = mc
2
物体的懒惰性就 是物体活泼性的度量 .
m = 0.026 u = 4.3 × 10
29
kg
释放能量 Q = E = (m)c 2 = 3.87 ×1012 J = 24MeV 轻核聚变条件 轻核聚变条件 温度要达到 10 K 时,使 具 的动能, 有10keV 的动能,足以克服两 2 H 之间的库仑排斥 1 力.