大学物理课后习题答案整理(杨晓峰版)-习题5-1答案

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大学物理课后习题答案整理(杨晓峰版)-习题5-9答案

大学物理课后习题答案整理(杨晓峰版)-习题5-9答案

习题5-9解答:
基本思路:根据回复力的公式可以求出弹簧的劲度系数,从而由能量的公式可以求出振动的能量;再根据最大速度求出角频率,由旋转矢量法可以求出初位相,从而可以求出振动的表达式。

计算过程:(1)弹簧振子系统中物体受力和位
移的关系为:kx F -=,位移最大受到的恢复也
就最大。

当x m = 0.4 m 时F m = 0.8 N 所以m N 2=k
振幅m 4.0=A 振动的能量为J 16.0212==kA E (2)弹簧振子振动的速度的最大值为ωA m =v
因为v m = 0.8π1m s -⋅,所以1s 2-=πω 习题5-9图
m x t 2.00==时,位于2
1个最大位移处,且向x 轴负方向运动,旋转矢量的矢端所以位于旋转矢量图(习题5-9图)中A 处,初位相为3πϕ=
振动的表达式为)32cos(4.0ππ+
=t x。

大学物理课后习题答案第五章

大学物理课后习题答案第五章

大学物理课后习题答案第五章第五章机械波5.1 已知一波的波动方程为y = 5×10-2sin(10πt –0.6x ) (m).(1)求波长、频率、波速及传播方向;(2)说明x = 0时波动方程的意义,并作图表示.[解答](1)与标准波动方程比较得:2π/λ = 0.6,因此波长为:λ = 10.47(m);圆频率为:ω = 10π,频率为:v =ω/2π = 5(Hz);波速为:u = λ/T = λv = 52.36(m·s -1).且传播方向为x 轴正方向.(2)当x = 0时波动方程就成为该处质点的振动方程:y = 5×10-2sin10πt = 5×10-2cos(10πt –π/2),振动曲线如图.5.2 一平面简谐波在媒质中以速度为u = 0.2m·s -1沿x 轴正向传播,已知波线上A 点(x A = 0.05m )的振动方程为(m).试求:(1)简谐波的波动方程;(2)x = -0.05m 处质点P 处的振动方程.[解答](1)简谐波的波动方程为:;即= 0.03cos[4π(t – 5x ) + π/2].(2)在x = -0.05m 处质点P 点的振动方程为:y = 0.03cos[4πt + π + π/2] = 0.03cos(4πt -π/2).5.3 已知平面波波源的振动表达式为(m).求距波源5m 处质点的振动方程和该质点与波源的位相差.设波速为2m·s -1.[解答]振动方程为:,位相差为Δφ = 5π/4(rad).5.4 有一沿x 轴正向传播的平面波,其波速为u = 1m·s -1,波长λ = 0.04m ,振幅A = 0.03m .若以坐标原点恰在平衡位置而向负方向运动时作为开始时刻,试求:(1)此平面波的波动方程;(2)与波源相距x = 0.01m 处质点的振动方程,该点初相是多少? [解答](1)设原点的振动方程为:y 0 = A cos(ωt + φ),其中A = 0.03m .由于u = λ/T ,所以质点振动的周期为:T = λ/u = 0.04(s),圆频率为:ω = 2π/T = 50π.当t = 0时,y 0 = 0,因此cos φ = 0;由于质点速度小于零,所以φ = π/2.原点的振动方程为:y 0 = 0.03cos(50πt + π/2),平面波的波动方程为:= 0.03cos[50π(t –x ) + π/2).(2)与波源相距x = 0.01m 处质点的振动方程为:y = 0.03cos50πt .该点初相φ = 0.5.5 一列简谐波沿x 轴正向传播,在t 1 = 0s ,t 2 = 0.25s 时刻的波形如图所示.试求:2cos()xy A t πωλ=-0.03cos(4)2A y t ππ=-cos[()]Ax x y A t uω?-=-+0.050.03cos[4()]0.22x y t ππ-=--20 6.010sin 2y t π-=?26.010sin()2xy t u π-=?-50.06sin()24t ππ=-0.03cos[50()]2x y t u ππ=-+(1)P 点的振动表达式;(2)波动方程;(3)画出O 点的振动曲线.[解答](1)设P 点的振动方程为y P = A cos(ωt + φ),其中A = 0.2m .在Δt = 0.25s 内,波向右传播了Δx = 0.45/3 = 0.15(m),所以波速为u = Δx/Δt = 0.6(m·s -1).波长为:λ = 4Δx = 0.6(m),周期为:T = λ/u = 1(s),圆频率为:ω = 2π/T = 2π.当t = 0时,y P = 0,因此cos φ = 0;由于波沿x 轴正向传播,所以P 点在此时向上运动,速度大于零,所以φ = -π/2.P 点的振动表达式为:y P = 0.2cos(2πt - π/2).(2)P 点的位置是x P = 0.3m ,所以波动方程为.(3)在x = 0处的振动方程为y 0 = 0.2cos(2πt + π/2),曲线如图所示.5.6 如图所示为一列沿x 负向传播的平面谐波在t = T /4时的波形图,振幅A 、波长λ以及周期T 均已知.(1)写出该波的波动方程;(2)画出x = λ/2处质点的振动曲线;(3)图中波线上a 和b 两点的位相差φa –φb 为多少? [解答](1)设此波的波动方程为:,当t = T /4时的波形方程为:.在x = 0处y = 0,因此得sin φ = 0,解得φ = 0或π.而在x = λ/2处y = -A ,所以φ = 0.因此波动方程为:.(2)在x = λ/2处质点的振动方程为:,曲线如图所示.(3)x a = λ/4处的质点的振动方程为;x b = λ处的质点的振动方程为.波线上a 和b 两点的位相差0.2cos[2()]2P x x y t u ππ-=--100.2cos(2)32t x πππ=-+cos[2()]t xy A T π?λ=++cos(2)2xy A ππλ=++sin(2)xA π?λ=-+cos 2()t x y A T πλ=+cos(2)cos 2t t y A A T Tπππ=+=-cos(2)2a t y A T ππ=+cos(22)b ty A Tππ=+图5.5φa –φb = -3π/2.5.7 已知波的波动方程为y = A cosπ(4t – 2x )(SI ).(1)写出t = 4.2s 时各波峰位置的坐标表示式,并计算此时离原点最近的波峰的位置,该波峰何时通过原点?(2)画出t = 4.2s 时的波形曲线.[解答]波的波动方程可化为:y = A cos2π(2t – x ),与标准方程比较,可知:周期为T = 0.5s ,波长λ = 1m .波速为u = λ/T = 2m·s -1.(1)当t = 4.2s 时的波形方程为y = A cos(2πx –16.8π)= A cos(2πx –0.8π).令y = A ,则cos(2πx –0.8π) = 1,因此2πx –0.8π = 2k π,(k = 0, ±1, ±2,…),各波峰的位置为x = k + 0.4,(k = 0, ±1, ±2,…).当k = 0时的波峰离原点最近,最近为:x = 0.4(m).通过原点时经过的时间为:Δt = Δx/u = (0 – x )/u = -0.2(s),即:该波峰0.2s 之前通过了原点.(2)t = 0时刻的波形曲线如实线所示.经过t = 4s 时,也就是经过8个周期,波形曲线是重合的;再经Δt = 0.2s ,波形向右移动Δx = u Δt = 0.4m ,因此t = 4.2s 时的波形曲线如虚线所示.[注意]各波峰的位置也可以由cos(2πx –16.8π) = 1解得,结果为x = k + 8.4,(k = 0, ±1, ±2,…),取同一整数k 值,波峰的位置不同.当k = -8时的波峰离原点最近,最近为x = 0.4m .5.8 一简谐波沿x 轴正向传播,波长λ = 4m ,周期T = 4s ,已知x = 0处的质点的振动曲线如图所示.(1)写出时x = 0处质点的振动方程;(2)写出波的表达式;(3)画出t = 1s 时刻的波形曲线.[解答]波速为u = λ/T = 1(m·s -1).(1)设x = 0处的质点的振动方程为y = A c os(ωt + φ),其中A = 1m ,ω = 2π/T = π/2.当t = 0时,y = 0.5,因此cos φ = 0.5,φ = ±π/3.在0时刻的曲线上作一切线,可知该时刻的速度小于零,因此φ = π/3.振动方程为:y = cos(πt /2 + π/3).(2)波的表达式为:.(3)t = 1s 时刻的波形方程为,波形曲线如图所示.5.9 在波的传播路程上有A 和B 两点,都做简谐振动,B 点的位相比A 点落后π/6,cos[2()]t x y A T π?λ=-+cos[2()]t x y A T π?λ=-+cos[()]23 t x ππ=-+5cos()26 y x ππ=-图5.8。

大学物理课后习题答案(杨晓峰版)(一)

大学物理课后习题答案(杨晓峰版)(一)

大学物理课后习题答案(杨晓峰版)(一)引言概述:大学物理课后习题是提高学生对物理知识理解和运用的重要方式,然而,许多学生在学习过程中往往遇到困惑和难题,缺乏习题答案的指导。

本文将为大学物理课后习题提供杨晓峰版的答案,以帮助学生更好地学习和掌握物理知识。

正文:一、力学1. 牛顿第一定律(惯性定律)- 物体的速度保持不变,除非受到外力的作用- 在惯性参照系中,物体保持静止或匀速直线运动的状态不变- 摩擦力、空气阻力等是物体运动状态改变的常见原因2. 牛顿第二定律(运动定律)- 物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比- F = m * a,其中F为物体所受合外力,m为物体质量,a为物体加速度- 物体所受合外力的方向与加速度的方向相同3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律)- 作用在两个物体上的力大小相等,方向相反- 作用力和反作用力同时存在,但作用于不同的物体上- 两个物体之间的作用力和反作用力不论物体的质量大小都相等4. 动量守恒定律- 系统内外力合为零时,系统的动量守恒- 碰撞过程中,系统总动量在碰撞前后保持不变- 弹性碰撞和非弹性碰撞是常见的碰撞形式5. 动能定律- 物体的动能是其质量和速度的函数- 动能的转化和守恒是物体运动中能量转化的重要现象- 动能可以通过速度的增加和物体质量的改变来调节二、热学1. 理想气体状态方程- 理想气体的状态可以用压强、体积和温度来描述- 理想气体状态方程:PV = nRT,其中P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T为气体的温度2. 热力学第一定律(能量守恒定律)- 系统内外能量之和为零时,系统的能量守恒- 系统对外做功或从外界得到热量时,系统内部能量发生变化- 系统对外做负功或向外界释放热量时,系统内部能量减小3. 热力学第二定律(熵增定律)- 系统在自发过程中,熵总是增加的- 熵是衡量系统无序程度的物理量- 热量只能从高温物体流向低温物体,不会自发地从低温物体流向高温物体4. 热力学循环- 热力学循环是指在一定条件下,系统经过一系列状态变化后回到原始状态- 卡诺循环是一种理论上的完全可逆循环- 卡诺循环的效率与工作物质的特性和温度有关5. 热传导- 热传导是指物体内部或不同物体之间热量的传递现象- 热传导遵循热量从高温区到低温区的传递规律- 热传导的速率取决于物体的热导率和温度差异总结:本文提供了大学物理课后习题的答案,重点涵盖了力学和热学的知识点。

大学物理杨亚玲版课后题答案

大学物理杨亚玲版课后题答案

大学物理杨亚玲版课后题答案1、6.2015年诺贝尔物理学奖颁给了发现中微子振荡的两位科学家。

中微子是一种比电子还小的基本粒子。

下列微粒中最小的是( ) [单选题] *中子原子中微子(正确答案)质子2、下列说法正确的是()*A.一定质量的理想气体,放热的同时外界对其做功,其内能可能减少(正确答案)B.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点C.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体(正确答案)D.当分子间的距离增大时,分子之间的引力和斥力均同时减小,而分子势能一定增大3、利用机械做功时可以省力或省距离,但不能省功[判断题] *对(正确答案)错答案解析:机械省力时会费距离,省距离时会费力。

使用任何机械都不省功4、22.小芳在阅读古诗词时,发现很多诗词蕴含着物理知识,下列理解正确的是([单选题] *A.“夜半钟声到客船”﹣﹣“钟声”是根据音色来辨别的(正确答案)B.“池外轻雷池上雨”﹣﹣“轻”指音调低C.“谁家玉笛暗飞声”﹣﹣“声”是由笛子振动产生D.“不敢高声语,恐惊天上人”﹣﹣“高“描述声音频率高5、如图67所示,是中国科技馆的“球吸”展项。

不吹风时,两球静止。

当风自下而上吹向两球中间时,两球会相互靠拢,出现“球吸”现象。

针对这一现象下列说法不正确的是()[单选题]A.如果把吹风方向改为前后则球会相互分离(正确答案)B.由于“球吸”现象的存在,风从窗前吹过窗帘会飘向窗外C.由于“球吸”现象的存在,飞机的机翼才可获得向上的升力D.由于“球吸”现象的存在,两艘在海上并列前进船会相互靠近6、下列实例中,用做功的方式来改变物体内能的是()[单选题]A.搓搓手,手的温度升高(正确答案)B.烧水时水温升高C.太阳能热水器中的水被晒热D.放入冰块后的饮料变凉7、44.甲、乙两种物质的V﹣m关系图象如图所示,分析图象可知()[单选题] *A.ρ甲:ρ乙=1:4(正确答案)B.ρ甲:ρ乙=4:1C.若m甲=m乙,则V甲<V乙D.若V甲=V乙,则m甲>m乙8、两个共点力的合力与分力的关系,以下说法中正确的是()*A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同(正确答案)B.合力与分力是同时存在的C.合力的大小一定等于两个分力的大小之和D.合力的大小可以小于它的任一个分力(正确答案)9、5.下列关于声音的说法错误的是()[单选题] *A.音调是由发声体振动频率决定的B.“公共场所不要大声说话”是要求人们说话的声音音调要低一些(正确答案)C.“响鼓也要重锤敲”,说明声音是由振动产生的,且振幅越大响度越大D.学业考试期间,学校路段禁止汽车鸣笛,这是在声源处控制噪声10、60.从太阳发出的带电粒子流在地球两极,与地磁场相互作用,使高层大气分子或原子激发就会形成绚丽多彩的极光现象。

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