大学物理习题教案16.测验3

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大学物理教案完整版

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大学物理教案完整版一、教学内容本节课选自《大学物理》教材第四章第一节,详细内容为“牛顿运动定律及其应用”。

主要围绕牛顿三定律展开讲解,包括定律的内容、物理意义、适用范围等,并通过具体实例分析其在实际问题中的应用。

二、教学目标1. 理解并掌握牛顿运动定律的基本原理及其在实际问题中的应用。

2. 能够运用牛顿运动定律分析、解决简单的物理问题。

3. 培养学生的逻辑思维能力和科学素养,激发学生对物理学的兴趣。

三、教学难点与重点重点:牛顿运动定律的基本原理及其在实际问题中的应用。

难点:运用牛顿运动定律分析、解决物理问题。

四、教具与学具准备1. 教具:黑板、粉笔、多媒体设备、实验器材(如小车、滑轮、砝码等)。

2. 学具:教材、笔记本、计算器。

五、教学过程1. 导入:通过一个简单的实践情景(如小车受力加速运动),引导学生思考力与运动的关系,激发学生的学习兴趣。

2. 基本概念:讲解牛顿运动定律的基本概念,包括定义、物理意义等。

3. 例题讲解:选取典型例题,讲解如何运用牛顿运动定律解决问题。

4. 随堂练习:布置一些简单的练习题,让学生当堂完成,巩固所学知识。

5. 实验演示:进行实验演示,让学生直观地感受牛顿运动定律在实际问题中的应用。

7. 互动提问:鼓励学生提问,解答学生在学习过程中遇到的问题。

六、板书设计1. 牛顿运动定律基本原理。

2. 例题解题步骤。

3. 重点、难点知识点。

七、作业设计1. 作业题目:(1)已知物体质量m,初速度v0,受力F,求物体在t时间内的位移s。

(2)一物体从高处自由落下,忽略空气阻力,求物体落地时的速度v。

2. 答案:(1)s = v0t + (1/2)F/m t^2(2)v = sqrt(2gh)八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:鼓励学生阅读物理学史相关资料,了解牛顿等物理学家的成就,激发学生学习物理的兴趣。

同时,布置一些拓展性题目,提高学生的综合运用能力。

重点和难点解析1. 教学目标的设定2. 教学难点与重点的识别3. 例题讲解与随堂练习的设计4. 实验演示的有效性5. 作业设计的深度与广度6. 课后反思与拓展延伸的实践一、教学目标的设定1. 确保学生理解牛顿运动定律的基本原理,通过实例分析,使学生掌握定律在实际问题中的应用。

大学物理教案

大学物理教案

大学物理教案教学设计1(力学:粒子物理和宇宙标准模型、质点力学、刚体定轴转动力学、三个守恒定律和对称性、简谐振动、平面简谐波、狭义相对论、广义相对论简介。

2(电磁学:静电学、电磁相互作用和稳恒磁场、电磁感应、电磁场理论和电磁波。

秋季学期(75学时)3.光学:光的干涉、光的衍射、光的偏振、光的吸收、色散和散射、全息术、付里叶光学、非线性光学。

4.量子力学:早期量子论、德布洛意物质波、不确定关系、波函数、薛定谔方程、态叠加原理、定态薛定谔方程的应用、力学量算符、本征态、氢原子、隧道效应和扫描隧道显微镜、电子自旋、四个量子数、电子壳层结构、量子物理应用.5.统计物理和热力学基础:经典统计、量子统计、热力学基本定律和应用、热机效率、卡诺定理、熵、焓、自由能与吉布斯函数、相变、分形、耗散结构。

春季学期:1(力学:质点和刚体运动学、动量定理和动量守恒、刚体定轴转动定律、角动量定理和角动量守恒、动能定理、保守力和势能、机械能守恒、简谐振动、相位概念、平面简谐波、狭义相对论基本原理、相对论时空观、洛仑兹变换、狭义相对论动力学的几个重要结论。

2(电磁学:静电场强及迭加原理、高斯定理及应用、静电场环路定理、电势和电势差、静电场中的导体、介质中的高斯定理、电场能量、毕奥—撒伐尔定律、磁场高斯定理和安培环路定理及应用、磁场对运动电荷及电流的作用、介质中的高斯定理和安培环路定理、法拉第电磁感应定律、动生和感生电动势、磁场能量、全电流定律、麦克斯韦方程组。

秋季学期:3.光学:光程概念、双缝干涉、劈尖和牛顿环、单缝衍射、半波带法、衍射光栅、马吕斯定律、布儒斯特定律.4.量子力学:早期量子论(普朗克的能量子理论,光电效应和康普顿效应,爱因斯坦的光量子理论,玻尔的氢原子理论)、德布洛意物质波、不确定关系、波函数的物理意义及满足条件、定态薛定谔方程的解的物理图象、隧道效应、四个量子数及其物理意义、电子壳层结构.5.统计物理和热力学基础:理想气体的压强和温度、理想气体状态方程、麦克斯韦速率分布率及应用、热力学第一定律和应用、热机效率、热力学第二定律及其统计意义、熵。

大学物理圆周运动教案

大学物理圆周运动教案

课时:2课时教学目标:1. 理解圆周运动的概念,掌握匀速圆周运动和变速圆周运动的特点。

2. 掌握线速度、角速度、周期、频率等物理量的定义和计算方法。

3. 理解向心力的概念,掌握向心力公式及其应用。

4. 能够运用圆周运动的知识解决实际问题。

教学重点:1. 线速度、角速度、周期、频率等物理量的定义和计算方法。

2. 向心力的概念及其应用。

教学难点:1. 向心力的来源和作用。

2. 圆周运动中的能量守恒。

教学过程:第一课时一、导入1. 回顾物体运动的基本形式,引入圆周运动的概念。

2. 提出问题:什么是圆周运动?圆周运动有哪些特点?二、新课讲授1. 圆周运动的概念:物体沿圆周轨迹运动的现象。

2. 匀速圆周运动的特点:线速度大小不变,方向时刻改变;角速度大小不变,方向始终指向圆心。

3. 线速度、角速度、周期、频率的定义和计算方法。

- 线速度:物体在单位时间内沿圆周轨迹所通过的弧长。

- 角速度:物体在单位时间内绕圆心转过的角度。

- 周期:物体完成一周圆周运动所需的时间。

- 频率:单位时间内物体完成的圆周运动次数。

4. 线速度、角速度、周期、频率之间的关系:v = ωr,T = 1/f,n = 1/T。

三、课堂练习1. 计算匀速圆周运动中物体在某一时刻的线速度和角速度。

2. 根据线速度和角速度的关系,计算匀速圆周运动中物体的半径。

第二课时一、复习导入1. 回顾匀速圆周运动的特点和物理量的计算方法。

2. 提出问题:匀速圆周运动中物体受到的向心力是什么?二、新课讲授1. 向心力的概念:使物体沿圆周轨迹运动的力。

2. 向心力公式:F = mω²r,其中m为物体质量,ω为角速度,r为半径。

3. 向心力的来源:物体受到的合外力。

4. 向心力的应用:- 计算向心力的大小。

- 分析向心力对物体运动的影响。

三、课堂练习1. 计算匀速圆周运动中物体所受的向心力。

2. 分析向心力对物体运动的影响。

四、总结1. 回顾圆周运动的特点和物理量的计算方法。

大学物理下册第三版课后答案16电磁感应

大学物理下册第三版课后答案16电磁感应

习题16GG 上传16-1.如图所示,金属圆环半径为R ,位于磁感应强度为B的均匀磁场中,圆环平面与磁场方向垂直。

当圆环以恒定速度v在环所在平面内运动时,求环中的感应电动势及环上位于与运动方向垂直的直径两端a 、b 间的电势差。

解:(1)由法拉第电磁感应定律i d dtεΦ=-,考虑到圆环内的磁通量不变,所以,环中的感应电动势0i ε=; (2)利用:()aab bv B dl ε=⨯⋅⎰,有:22ab Bv R Bv R ε=⋅=。

【注:相同电动势的两个电源并联,并联后等效电源电动势不变】16-2.如图所示,长直导线中通有电流A I 0.5=,在与其相距cm 5.0=d 处放有一矩形线圈,共1000匝,设线圈长cm 0.4=l ,宽cm 0.2=a 。

不计线圈自感,若线圈以速度cm/s 0.3=v 沿垂直于长导线的方向向右 运动,线圈中的感生电动势多大?解法一:利用法拉第电磁感应定律解决。

首先用0lB dl I μ⋅=∑⎰ 求出电场分布,易得:02I B rμπ=, 则矩形线圈内的磁通量为:00ln22x axI I l x al dr r xμμππ++Φ=⋅=⎰, 由i d Nd t εΦ=-,有:011()2i N I l d xx a x dtμεπ=--⋅+ ∴当x d =时,有:041.92102()i N I l a v V d a μεπ-==⨯+。

解法二:利用动生电动势公式解决。

由0lB dl I μ⋅=∑⎰ 求出电场分布,易得:02I B rμπ=, 考虑线圈框架的两个平行长直导线部分产生动生电动势, 近端部分:11NB l v ε=, 远端部分:22NB lv ε=,则:12εεε=-=00411() 1.921022()N I N I al v l v V d d a d d a μμππ--==⨯++。

16-3.如图所示,长直导线中通有电流强度为I 的电流,长为l 的金属棒ab 与长直导线共面且垂直于导线放置,其a 端离导线为d ,并以速度v平行于长直导线作匀速运动,求金属棒中的感应电动势ε并比较U a 、U b 的电势大小。

大学物理实验教案

大学物理实验教案

2007.3—7 大学物理实验教案 授课教师: 刘海霞
法进行判断吗?
2.对同一液体,小球直径的大小对收尾速度有何影响?
3.当液体温度改变时,小球的收尾速度有何变化?
4.测量小球下落的距离,你认为大些好还是小些好?为什
么?
5.你用何种方法来判断小球处于匀速状态?
6.加热时,如何判断液体的温度与加热水温一致?若不一致,
测量数据会有何差别?
评分标准预习20分,包含实验原理,实验内容和步骤等内容的预习(课
堂检查)
实验操作与实验数据的完整与准确30分
数据处理的正确性20分
结果表达15分
分析与讨论15分。

大学物理教案

大学物理教案

《大学物理》(下)(总学时数:40学时)教案
版本:
重庆邮电大学移通学院
目录
绪论及矢量基础(2学时) (1)
绪论矢量基础(2学时) - 0 -
第一章运动和力(8学时) - 2 -
第4章振动和波(16学时) - 5 -第11章光的波动性(14学时) - 10 -复习、答疑(2学时) - 14 -
绪论矢量基础(2学时)
第一章运动和力(8学时)
第4章振动和波(16学时)
第11章光的波动性(14学时)
复习、答疑(2学时)
第10章介绍了楞次定律及其应用、法拉第电磁感应定律及其应用、动生电动势的本质及其计算方法、自感现象和互感现象、磁场的能量和磁能密度的概念、电磁场和电磁波的概念、平面电磁波的基本性质等。

第4章介绍了简谐振动的特征、描述简谐振动的物理量、简谐振动系统能量的特点、简谐振动的旋转矢量表示法、简谐振动的合成、阻尼振动和受迫振动的特点及共振现象、波的概念、描述波的几个物理量之间的关系、平面简谐波波动方程的物理意义、波的能量和能流、波的叠加原理、波的干涉和衍射概念及形成条件、驻波的形成和特点、多普勒效应等。

第11章介绍了光振动和光强的概念、折射率的概念、光程和光程差的概念、相位差与光程差的关系、杨氏双缝干涉的特点及其条纹特征的相关计算、薄膜干涉的基本原理和等厚干涉的基本原理及其相关问题的计算、惠更斯-菲涅尔原理、单缝夫琅禾费衍射现象、艾里斑的概念及光学仪器的分辨率的定义、应用光栅公式进行计算的基本方法、光的偏振现象及几种偏振光的定义与特征、获得偏振光及判断几种偏振光的基本方法、马吕斯定律和布儒斯特定律等。

大学物理 十六章 课后答案

大学物理 十六章 课后答案

习题十六16-1 将星球看做绝对黑体,利用维恩位移定律测量m λ便可求得T .这是测量星球表面温度的方法之一.设测得:太阳的m 55.0m μλ=,北极星的m 35.0m μλ=,天狼星的m 29.0m μλ=,试求这些星球的表面温度.解:将这些星球看成绝对黑体,则按维恩位移定律:K m 10897.2,3⋅⨯==-b b T m λ对太阳:K 103.51055.010897.236311⨯=⨯⨯==--mbT λ对北极星:K 103.81035.010897.236322⨯=⨯⨯==--mbT λ对天狼星:K 100.11029.010897.246333⨯=⨯⨯==--m bT λ16-2 用辐射高温计测得炉壁小孔的辐射出射度(总辐射本领)为22.8W ·cm -2,求炉内温度. 解:炉壁小孔视为绝对黑体,其辐出度242m W 108.22cm W 8.22)(--⋅⨯=⋅=T M B按斯特藩-玻尔兹曼定律:=)(T M B 4T σ41844)1067.5108.22()(-⨯⨯==σT M T BK 1042.110)67.58.22(3341⨯=⨯=16-3 从铝中移出一个电子需要4.2 eV 的能量,今有波长为2000οA 的光投射到铝表面.试问:(1)由此发射出来的光电子的最大动能是多少?(2)遏止电势差为多大?(3)铝的截止(红限)波长有多大?解:(1)已知逸出功eV 2.4=A 据光电效应公式221m mv hv =A +则光电子最大动能:A hcA h mv E m -=-==λυ2max k 21 eV 0.2J 1023.3106.12.41020001031063.6191910834=⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=----m2max k 21)2(mv E eU a ==Θ ∴遏止电势差 V 0.2106.11023.31919=⨯⨯=--a U (3)红限频率0υ,∴000,λυυcA h ==又∴截止波长1983401060.12.41031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯==A hc λm 0.296m 1096.27μ=⨯=- 16-4 在一定条件下,人眼视网膜能够对5个蓝绿光光子(m 105.0-7⨯=λ)产生光的感觉.此时视网膜上接收到光的能量为多少?如果每秒钟都能吸收5个这样的光子,则到 达眼睛的功率为多大? 解:5个兰绿光子的能量J 1099.1100.51031063.65187834---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===λυhcnnh E 功率 W1099.118-⨯==t E16-5 设太阳照射到地球上光的强度为8 J ·s -1·m -2,如果平均波长为5000οA ,则每秒钟落到地面上1m 2的光子数量是多少?若人眼瞳孔直径为3mm ,每秒钟进入人眼的光子数是多少? 解:一个光子能量λυhch E ==1秒钟落到2m 1地面上的光子数为21198347m s 1001.21031063.6105888----⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===hc E n λ每秒进入人眼的光子数为11462192s 1042.14/10314.31001.24--⨯=⨯⨯⨯⨯==d nN π16-6若一个光子的能量等于一个电子的静能,试求该光子的频率、波长、动量.解:电子的静止质量S J 1063.6,kg 1011.934310⋅⨯=⨯=--h m 当 20c m h =υ时,则Hz 10236.11063.6)103(1011.92034283120⨯=⨯⨯⨯⨯==--h c m υο12A02.0m 104271.2=⨯==-υλc122831020122s m kg 1073.21031011.9s m kg 1073.2-----⋅⋅⨯=⨯⨯⨯=====⋅⋅⨯==c m c c m c E p cpE hp 或λ16-7 光电效应和康普顿效应都包含了电子和光子的相互作用,试问这两个过程有什么不同?答:光电效应是指金属中的电子吸收了光子的全部能量而逸出金属表面,是电子处于原子中束缚态时所发生的现象.遵守能量守恒定律.而康普顿效应则是光子与自由电子(或准自由电子)的弹性碰撞,同时遵守能量与动量守恒定律.16-8 在康普顿效应的实验中,若散射光波长是入射光波长的1.2倍,则散射光子的能量ε与反冲电子的动能k E 之比k E /ε等于多少?解:由 2200mc h c m hv +=+υ)(00202υυυυ-=-=-=h h h c m mc E kυεh =∴5)(00=-=-=υυυυυυεh h E k已知2.10=λλ由2.10=∴=υυλυc2.110=υυ则52.0112.110==-=-υυυ16-9 波长οA 708.0=λ的X 射线在石腊上受到康普顿散射,求在2π和π方向上所散射的X射线波长各是多大? 解:在2πϕ=方向上:ο1283134200A 0243.0m 1043.24sin 1031011.91063.622sin 2Δ=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==-=---πϕλλλc m h散射波长ο0A 732.00248.0708.0Δ=+=+=λλλ在πϕ=方向上ο120200A0486.0m 1086.422sin 2Δ=⨯===-=-c m h c m h ϕλλλ散射波长 ο0A756.00486.0708.0Δ=+=+=λλλ16-10 已知X 光光子的能量为0.60 MeV ,在康普顿散射之后波长变化了20%,求反冲电子的能量.解:已知X 射线的初能量,MeV 6.00=ε又有000,ελλεhchc =∴=经散射后000020.1020.0λλλλ∆λλ=+=+=此时能量为 002.112.1ελλε===hc hc反冲电子能量MeV 10.060.0)2.111(0=⨯-=-=εεE16-11 在康普顿散射中,入射光子的波长为0.030 οA ,反冲电子的速度为0.60c ,求散射光子的波长及散射角.解:反冲电子的能量增量为202022020225.06.01c m c m c m c m mc E =--=-=∆由能量守恒定律,电子增加的能量等于光子损失的能量,故有 20025.0c m hchc=-λλ散射光子波长ο1210831341034000A043.0m 103.410030.0103101.925.01063.610030.01063.625.0=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=------λλλc m h h由康普顿散射公式2sin 0243.022sin 22200ϕϕλλλ∆⨯==-=c m h 可得 2675.00243.02030.0043.02sin 2=⨯-=ϕ散射角为7162'=οϕ16-12 实验发现基态氢原子可吸收能量为12.75eV 的光子. (1)试问氢原子吸收光子后将被激发到哪个能级?(2)受激发的氢原子向低能级跃迁时,可发出哪几条谱线?请将这些跃迁画在能级图上. 解:(1)2eV 6.13eV 85.0eV 75.12eV 6.13n -=-=+-解得 4=n或者)111(22n Rhc E -=∆ 75.12)11.(1362=-=n解出 4=n题16-12图 题16-13图(2)可发出谱线赖曼系3条,巴尔末系2条,帕邢系1条,共计6条.16-13 以动能12.5eV 的电子通过碰撞使氢原子激发时,最高能激发到哪一能级?当回到基态时能产生哪些谱线?解:设氢原子全部吸收eV 5.12能量后,最高能激发到第n 个能级,则]11[6.135.12,eV 6.13],111[2221n Rhc n Rhc E E n -==-=-即得5.3=n ,只能取整数,∴ 最高激发到3=n ,当然也能激发到2=n 的能级.于是ο322ο222ο771221A6563536,3653121~:23A121634,432111~:12A 1026m 10026.110097.18989,983111~:13===⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=→===⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=→=⨯=⨯⨯===⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=→-R R R n R R R n R R R n λυλυλυ从从从可以发出以上三条谱线.题16-14图16-14 处于基态的氢原子被外来单色光激发后发出巴尔末线系中只有两条谱线,试求这两 条谱线的波长及外来光的频率.解:巴尔末系是由2>n 的高能级跃迁到2=n 的能级发出的谱线.只有二条谱线说明激发后最高能级是4=n 的激发态.ο1983424ο101983423222324A4872106.1)85.04.3(1031063.6A6573m 1065731060.1)51.14.3(10331063.6e 4.326.13e 51.136.13e 85.046.13=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=∴-=∴-==-=-=-=-=-=-=-----E E hc E E hc E E hc E E hch VE V E V E a mn m n βλλλλυ基态氢原子吸收一个光子υh 被激发到4=n 的能态∴λυhcE E h =-=14 Hz 1008.310626.6106.1)85.06.13(15341914⨯=⨯⨯⨯-=-=--h E E υ16-15 当基态氢原子被12.09eV 的光子激发后,其电子的轨道半径将增加多少倍? 解:eV 09.12]11[6.1321=-=-n E E n26.1309.126.13n =-51.16.1309.12.1366.132=-=n , 3=n12r n r n =,92=n ,19r r n =轨道半径增加到9倍.16-16德布罗意波的波函数与经典波的波函数的本质区别是什么?答:德布罗意波是概率波,波函数不表示实在的物理量在空间的波动,其振幅无实在的物理意义,2φ仅表示粒子某时刻在空间的概率密度.16-17 为使电子的德布罗意波长为1οA ,需要多大的加速电压?解:oo A1A 25.12==uλ 25.12=U∴ 加速电压 150=U 伏16-18 具有能量15eV 的光子,被氢原子中处于第一玻尔轨道的电子所吸收,形成一个 光电子.问此光电子远离质子时的速度为多大?它的德布罗意波长是多少?解:使处于基态的电子电离所需能量为eV 6.13,因此,该电子远离质子时的动能为eV 4.16.13152112=-=+==E E mv E k φ它的速度为31191011.9106.14.122--⨯⨯⨯⨯==m E v k -15s m 100.7⋅⨯= 其德布罗意波长为:o 953134A10.4m 1004.1100.71011.91063.6=⨯=⨯⨯⨯⨯==---mv h λ16-19 光子与电子的波长都是2.0οA ,它们的动量和总能量各为多少?解:由德布罗意关系:2mc E =,λhmv p ==波长相同它们的动量相等.1-241034s m kg 103.3100.21063.6⋅⋅⨯=⨯⨯==---λhp光子的能量eV102.6J 109.9103103.3316824⨯=⨯=⨯⨯⨯====--pc hch λυε电子的总能量 2202)()(c m cp E +=,eV102.63⨯=cp而eV 100.51MeV 51.0620⨯==c m ∴cp c m >>20 ∴MeV51.0)()(202202==+=c m c m cp E16-20 已知中子的质量kg 1067.127n -⨯=m ,当中子的动能等于温度300K 的热平衡中子气体的平均动能时,其德布罗意波长为多少?解:kg 1067.127n -⨯=m ,S J 1063.634⋅⨯=-h ,-123K J 1038.1⋅⨯=-k中子的平均动能m p KT E k 2232== 德布罗意波长 o A456.13===mkT hp h λ16-21 一个质量为m 的粒子,约束在长度为L 的一维线段上.试根据测不准关系估算这个粒子所具有的最小能量的值. 解:按测不准关系,h p x x ≥∆∆,x x v m p ∆=∆,则h v x m x ≥∆∆,x m hv x ∆≥∆这粒子最小动能应满足222222min22)(21)(21mL h x m h x m h m v m E x =∆=∆≥∆=16-22 从某激发能级向基态跃迁而产生的谱线波长为4000οA ,测得谱线宽度为10-4οA ,求该激发能级的平均寿命.解:光子的能量λυhch E ==由于激发能级有一定的宽度E ∆,造成谱线也有一定宽度λ∆,两者之间的关系为:λλ∆=∆2hcE由测不准关系,h t E ≥∆⋅∆,平均寿命t ∆=τ,则λλτ∆=∆=∆=c E h t 2s 103.51010103)104000(81048210----⨯=⨯⨯⨯⨯=16-23 一波长为3000οA 的光子,假定其波长的测量精度为百万分之一,求该光子位置的测不准量.解: 光子λhp =,λλλλ∆=∆-=∆22hhp由测不准关系,光子位置的不准确量为cm30A 103103000o 962=⨯=====-λ∆λλ∆λ∆∆p h x16-24波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍,则粒子在空间分布的概率会发生什么变化?解:不变.因为波函数是计算粒子t 时刻空间各点出现概率的数学量.概率是相对值.则21、点的概率比值为:22212221φφφφD D =∴ 概率分布不变.16-25 有一宽度为a 的一维无限深势阱,用测不准关系估算其中质量为m 的粒子的零点能. 解:位置不确定量为a x =∆,由测不准关系:h p x x ≥∆⋅∆,可得:x h P x ∆≥∆,x hP P x x ∆≥∆≥∴222222)(22ma h x m h m P E x x =∆≥=,即零点能为222ma h . 16-26 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动,其波函数为:a xax 23cos1)(πψ=︒ )(a x a ≤≤-那么,粒子在ax 65=处出现的概率密度为多少? 解:22*)23cos 1(a x a πψψψ==a a a a a a aa 21)21(14cos 1)4(cos 145cos 12653cos 122222===+===πππππ16-27 粒子在一维无限深势阱中运动,其波函数为:)sin(2)(a x n a x n πψ=)0(a x <<若粒子处于1=n 的状态,在0~a41区间发现粒子的概率是多少?解:xa x a x w d sin 2d d 22πψ==∴ 在4~0a 区间发现粒子的概率为: ⎰⎰⎰===40020244)(d sin 2d sin 2a a ax a a x a ax a x a dw p ππππ 091.0)(]2cos 1[2124/0=-=⎰x a d a x a πππ16-28 宽度为a 的一维无限深势阱中粒子的波函数为xa n A x πψsin )(=,求:(1)归一化系数A ;(2)在2=n 时何处发现粒子的概率最大?解:(1)归一化系数⎰⎰==+∞∞-ax x 0221d d ψψ即⎰⎰=aa x a n x a n A n a x x a n A 00222)(d sin d sin ππππ⎰-=a x a n x a n A n a 02)(d )2cos 1(2πππ12222===A a n A n a ππ∴ =A a 2粒子的波函数x a n a x πψsin 2)(=(2)当2=n 时,x a a πψ2sin 22=几率密度]4cos 1[12sin 2222x a a x a a w ππψ-===令0d d =x w ,即04sin 4=x a a ππ,即,04sin =x a π,Λ,2,1,0,4==k k x a ππ∴4a kx = 又因a x <<0,4<k ,∴当4a x =和ax 43=时w 有极大值, 当2a x =时,0=w . ∴极大值的地方为4a ,a 43处16-29 原子内电子的量子态由s l m m l n ,,,四个量子数表征.当l m l n ,,一定时,不同的量子态数目是多少?当l n ,一定时,不同的量子态数目是多少?当n 一定时,不同的量子态数目是多少?解:(1)2)21(±=s m Θ (2))12(2+l ,每个l 有12+l 个l m ,每个l m 可容纳21±=s m 的2个量子态.(3)22n16-30求出能够占据一个d 分壳层的最大电子数,并写出这些电子的s l m m ,值.解:d 分壳层的量子数2=l ,可容纳最大电子数为10)122(2)12(2=+⨯=+=l Z l 个,这些电子的:0=l m ,1±,2±,21±=s m16-31 试描绘:原子中4=l 时,电子角动量L 在磁场中空间量子化的示意图,并写出L 在磁场方向分量z L 的各种可能的值. 解:ηηη20)14(4)1(=+=+=l l L题16-31图磁场为Z 方向,ηl Z m L =,0=l m ,1±,2±,3±,4±.∴ )4,3,2,1,0,1,2,3,4(----=Z L η16-32写出以下各电子态的角动量的大小:(1)s 1态;(2)p 2态;(3)d 3态;(4)f 4态.解: (1)0=L (2)1=l , ηη2)11(1=+=L (3)2=l ηη6)12(2=+=L(4)3=l ηη12)13(3=+=L 16-33 在元素周期表中为什么n 较小的壳层尚未填满而n 较大的壳层上就开始有电子填入?对这个问题我国科学工作者总结出怎样的规律?按照这个规律说明s 4态应比d 3态先填入电子.解:由于原子能级不仅与n 有关,还与l 有关,所以有些情况虽n 较大,但l 较小的壳层能级较低,所以先填入电子.我国科学工作者总结的规律:对于原子的外层电子,能级高低以)7.0(l n +确定,数值大的能级较高.s 4(即0,4==l n ),代入4)07.04()7.0(=⨯+=+l n)2,3(3==l n d ,代入4.4)27.03(=⨯+s 4低于d 3能级,所以先填入s 4壳层.。

大学物理下第16章习题详解

大学物理下第16章习题详解

第16章习题解答【16-1】解:取固定坐标xOy ,坐标原点O 在水面上(图题16-1示)设货轮静止不动时,货轮上的B 点恰在水面上,则浮力的增量为S ρgy 。

该力与位移y 成正比,方向指向平衡位置,故货轮的自由振动是简谐振动,其运动方程为:0gy S dt yd M 22=+ρ0y MgS dt y d 22=+ρ 根据简谐振动的动力学方程,有:Mg S 2ρω=故s 35.6s 8.910102101022g S M 22T 3334=⨯⨯⨯⨯⨯===πρπωπ【16-2】解:取物体A 为研究对象,建立坐标Ox 轴沿斜面向下,原点取在平衡位置处,即在初始位置斜下方距离l 0处,此时:m 1.0ksin m g l 0==θ(1)(1)A 物体共受三力;重力mg ,支持力N ,张力T 。

不计滑轮质量时,有:kx T =列出A 在任一位置x 处的牛顿方程式:220dt xd m )x l (k sin mg T sin mg =+-=-θθ将①式代入上式,整理后得:0x mkdt x d 22== 故物体A 的运动是简谐振动,且s rad mk/7==ω 由初始条件⎩⎨⎧=-=0υl x ,求得:⎩⎨⎧===πϕml A 1.00,故物体A 的运动方程为:x=0.1cos(7t+π)m(2)当考虚滑轮质量时,两段绳子中张力数值不等,如图题16-2(c )所示,分别为T 1、T 2,则对A 列出任一位置x 处的牛顿方程式为:221dtxd m T sin mg =-θ (2)对滑轮列出转动方程为:222r2r 1dt xd Mr21r a )Mr 21(J T T ===-β (3)式中,T 2=k(l 0+x) (4) 将③、④代入式②式,有:220dtxd )m 2M ()x l (k sin mg +=+-θ整理得:0x )m 2M (kdt x d 22=++ 可见,物体A 仍作简谐振动,此时圆频率为:s /ra d 7.5m 2Mk =+=ω由于初始条件:x 0=-l 0,υ0=0可知,A 、ϕ不变,故物体A 的运动方程为: x=0.1cos(5.7t+π)m由以上可知:弹簧在斜面上的运动,仍为谐振动,但平衡位置发生了变化,滑轮的质量改变了系统的振动频率。

《大学物理》授课教案

《大学物理》授课教案
洛伦兹力与安培力的计算、磁场对载流导线的作 用
磁介质及其磁化
磁介质的分类、磁化曲线与磁滞回线、铁磁质的 磁化机制
电磁感应与电磁波初步
法拉第电磁感应定律
感应电动势的计算、楞次定律的理解与应用
自感与互感
自感现象与自感系数、互感现象与互感系数
麦克斯韦电磁场理论
位移电流的概念、麦克斯韦方程组的物理意 义
电磁波及其传播
《大学物理》授课教 案
目录
• 课程介绍与教学目标 • 教学内容与方法 • 力学部分 • 热学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 课程考核与评价标准
01
课程介绍与教学目标
《大学物理》课程简介
课程性质
大学物理是理工科学生必修的一 门基础课程,旨在培养学生掌握 物理学的基本理论和实验技能。
课程内容
过程与方法
通过理论讲授、实验操作和科学探究等教学活动,使学生学会运用 物理知识和科学方法分析问题和解决问题。
情感态度与价值观
培养学生对物理学的兴趣和爱好,激发学生的探索精神和创新意识 ,提高学生的科学素养和综合素质。
教材及参考书目
教材
《大学物理学》(上、下册),张三 主编,高等教育出版社。
参考书目
波粒二象性
介绍德布罗意波及其物理意义,讨论光的波 粒二象性在双缝干涉实验中的表现。
康普顿效应
阐述康普顿效应的实验现象及理论解释,探 讨光子与电子的相互作用。
量子光学应用
简要介绍量子光学在量子通信、量子计算等 领域的应用前景。
07
课程考核与评价标准
平时成绩评定方法
课堂表现
包括学生的到课率、课堂参与度、提问及回答问题的积极性等方 面。
温度的概念
温度是物体热状态的物理量,反 映了物体内部微观粒子热运动的 剧烈程度。

大学物理实验教案

大学物理实验教案

掌握分光计的调整方法, 学会使用分光计测量角度 。
分光计、平面镜、三棱镜 等。
调整望远镜和载物台的水 平,使它们垂直于分光计 的主轴。调整望远镜的目 镜和物镜,使其聚焦在无 穷远处。
将平面镜放置在载物台上 ,调整其角度,使反射光 线与望远镜的光轴重合。 记录望远镜的读数和平面 镜的角度。
将三棱镜放置在载物台上 ,调整其角度,使光线通 过三棱镜后产生最小偏向 角。记录望远镜的读数和 三棱镜的角度。根据折射 定律计算三棱镜的顶角和 折射率。
数据处理与结果分

对实验数据进行处理,计算热传 导系数,并分析实验结果与理论 值的差异及可能原因。
热力学第一定律验证实验
热力学第一定律简介
介绍热力学第一定律的内容和意义,以及验证实验的目的和原理。
实验装置与步骤
详细介绍实验装置(如绝热容器、加热器、温度计等)和实验步骤(如加热过程、温度 测量和数据记录等)。
光的干涉和衍射现象观察
实验目的
实验器材
观察光的干涉和衍射现象,理解光的波动 性质。
激光器、双缝干涉装置、单缝衍射装置等 。
观察双缝干涉现象
观察单缝衍射现象
将激光器发出的光照射到双缝干涉装置上 ,观察在屏幕上出现的干涉条纹。记录条 纹间距和光源波长,计算双缝间距。
将激光器发出的光照射到单缝衍射装置上 ,观察在屏幕上出现的衍射图样。记录衍 射角和光源波长,计算单缝宽度。
通过实验测量不同电容的伏安特性曲线,分析电容的充电和放电 过程及其影响因素。
电感的伏安特性研究
通过实验测量不同电感的伏安特性曲线,分析电感的自感和互感现 象及其影响因素。
电容和电感的串联与并联
设计实验探究电容和电感串联与并联时的伏安特性及其变化规律。

(完整版)大学物理教案docx

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(完整版)大学物理教案docx标题:大学物理教案一、教学目标1. 让学生掌握大学物理的基本概念、原理和方法,理解物理现象的本质。

2. 培养学生的逻辑思维能力和创新能力,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3. 激发学生的学习兴趣,培养学生的科学素养,为学生的专业发展奠定基础。

二、教学内容1. 力学:包括牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律、角动量守恒定律等。

2. 热学:包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力学势、热传导、热辐射等。

3. 电磁学:包括库仑定律、电场、磁场、电磁感应、电磁波等。

4. 光学:包括光的干涉、衍射、偏振、光的量子性等。

5. 原子物理学:包括原子结构、原子光谱、量子力学基础等。

6. 核物理学:包括原子核结构、放射性衰变、核反应等。

三、教学方法1. 讲授法:教师通过讲解、演示等方式传授物理知识,引导学生理解物理现象。

2. 探究法:教师提出问题,引导学生通过实验、讨论等方式自主探究,培养学生的创新能力。

3. 案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解物理知识在实际应用中的作用,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

4. 小组合作法:分组进行讨论、实验等活动,培养学生的团队合作精神和沟通能力。

1. 课时安排:共 60 课时,每周 4 课时,每课时 45 分钟。

2. 教学进度:根据教学大纲和教材内容,合理安排教学进度,确保教学质量。

3. 作业与考试:布置适量的课后作业,定期进行阶段测验和期末考试,检验学生的学习效果。

五、教学评价1. 过程评价:关注学生在课堂讨论、实验操作、作业完成等方面的表现,及时给予反馈和指导。

2. 终结性评价:通过期末考试,全面评估学生对大学物理知识的掌握程度。

3. 自我评价:鼓励学生进行自我反思,了解自己的学习进步和不足之处。

1. 教材:选用权威、实用的大学物理教材,如《大学物理学》(高等教育出版社)。

2. 辅助资料:提供物理实验指导书、习题集、参考书籍等,帮助学生巩固所学知识。

大学物理》课程教案

大学物理》课程教案

大学物理》课程教案1-1 质点运动的描述1-2 加速度为恒矢量时的质点运动经典力学的基础包括质点力学和刚体力学定轴转动部分。

其中动量、角动量和能量等概念及相应的守恒定律是重点。

此外,狭义相对论的时空观是当今物理学的基本概念之一,与XXX力学联系紧密,因此也被归入经典力学的范畴。

第01章质点运动学(4学时)1-1 质点运动的描述1-2 加速度为恒矢量时的质点运动本章介绍质点运动学的基本概念,包括位置矢量、位移、速度和加速度等描述质点运动及运动变化的物理量,以及运动方程的物理意义及作用。

同时,还将重点讲解圆周运动和相对运动等内容。

基本要求:1.掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量,理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性。

2.理解运动方程的物理意义及作用,掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法,以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法。

3.能计算质点在平面内运动时的速度和加速度,以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

4.理解XXX速度变换式,并会用它求简单的质点相对运动问题。

重点:1.掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量,明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。

2.确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义,掌握圆周运动的角量和线量的关系,并能灵活运用计算问题。

3.理解XXX坐标、速度变换,能分析与平动有关的相对运动问题。

难点:1.法向和切向加速度。

2.相对运动问题。

第01-1讲质点运动的描述,加速度为恒矢量时的质点运动本节介绍质点运动的描述和加速度为恒矢量时的质点运动。

首先,讲解参考系和位矢、位移的概念,以及运动方程的作用和求解方法。

其次,介绍圆周运动和相对运动等内容,重点讲解法向加速度和切向加速度的物理意义,以及圆周运动的角量和线量的关系。

最后,讲解XXX速度变换式,以及如何利用它求解简单的质点相对运动问题。

大学物理16章物理答案3

大学物理16章物理答案3

16.20 两个共轴的螺线管A 和B 完全耦合,A 管的自感系数L 1 = 4.0×10-3H ,通有电流I 1 = 2A ,B 管的自感L 2 = 9×10-3H ,通有电流I 2 = 4A .求两线圈内储存的总磁能.[解答]A 管储存的自能为211112m W L I = 32314102810(J)2--=⨯⨯⨯=⨯,B 管储存的自能为222212m W L I = 323191047210(J)2--=⨯⨯⨯=⨯;由于两线圈完全耦合,互感系数为M =3610(H)-==⨯,A 管和B 管储存的相互作用能为W m 12 = MI 1I 2 = 6×10-3×2×4 = 48×10-3(J),两线圈储存的总能量为W m = W m 1 + W m 2 + W m 12 = 0.128(J).16.21 一螺绕环中心轴线的周长L = 500mm ,横截面为正方形,其边长为 b = 15mm ,由N = 2500匝的绝缘导线均匀密绕面成,铁芯的相对磁导率μr = 1000,当导线中通有电流I = 2.0A 时,求:图16.21(1)环内中心轴线上处的磁能密度;(2)螺绕环的总磁能.[解答](1)设螺绕环单位长度上的线圈匝数为 n = N/L , 中心的磁感应强度为B = μnI ,其中μ = μr μ0.磁场强度为H = B/μ = nI ,因此中心轴线上能量密度为2111()222w BH nI μ=⋅==B H72125001000410(2)20.5π-=⨯⨯⨯⨯ = 2π×104(J·m -3).(2)螺绕环的总体积约为V = b 2L ,将磁场当作匀强磁场,总磁能为W = wV= 2π×104×(0.015)2×0.5=2.25π = 7.07(J).16.22试证:平行板电容器中的位移电流可写成d d d UI C t =的形式,式中C 是电容器的电容,U 是两板间的电势差.对于其他的电容器上式可以应用吗?[证明]根据麦克斯韦理论:通过电场任意截面的位移电流强度等于通过该截面电位移通量的时间变化率,即I d = d ΦD /d t .在平行板电容器中,由于ΦD= DS,而电位移D等于电容器的面电荷密度,即D = σ.因为电容器带电量为q = σS = DS = ΦD,所以I d= d q/d t,即:位移电流等于极板上电量的时间变化率.根据电容的定义 C = q/U,可得I d= C d U/d t.其他电容器可以看作由很多平等板电容器并联而成,总电容等于各电容之和,所以此式对于其他电容器也可以应用.16.23 如果要在一个1.0PF的电容器中产生1.0A的位移电流,加上电容器上的电压变化率为多少?[解答]因为I d= C d U/d t,所以电压变化率为d U/d t = I d/C = 1/10-12 = 1012(V·s-1).16.24在圆形极板的平行板电容器上,加上频率为50Hz,峰值为2×105V的交变电压,电容器电容C = 2PF,求极板间位移电流的最大值为多少?[解答]交变电压为U = U m cos2πνt,位移电流为I d= C d U/d t = -CU m2πνsin2πνt,电流最大值为I m = CU m 2πν= 2×10-12×2×105×2π×50 = 4π×10-5(A).16.25一平行板电容器的两极板面积为S 的圆形金属板,接在交流电源上,板上电荷随时间变化,q = q m sin ωt .求:(1)电容器中的位移电流密度;(2)两极板间磁感应强度的分布.[解答](1)平行板电容器的面电荷密度为σ = q/S ,位移电流密度为 d d cos d d m d q q t t S t S ωσδω===.(2)在安培-麦克斯韦环路定律中dL I I +=⋅⎰l H d ,两极板间没有传导电流,即I = 0.由于轴对称,在两板之间以轴为圆心作一个半径为r 的圆,其周长为 C = 2πr ,使磁场的方向与环路的方向相同,左边为rHl H L π2d d L =⋅=⋅⎰⎰l H .环路所包围的面积为S` = πr 2,右边的位移电流为2`(cos )m d d q I S t r S ωδωπ==.因此,两极板间磁场强度的分布为cos 2m q r H t S ωω=,磁感应强度的分布为00cos 2m q rB H t S μωμω==.16.26 如图所示,电荷+q 以速度v 向O 点运动(电荷到O 点的距离以x 表示).以O 点O 圆心作一半径为a 的圆,圆面与v 垂直.试计算通过此圆面的位移电流. [解答]在圆面上取一半径为R 的环,其面积为d S = 2πR d R , 环上任一面元的法线方向与场强方向之间的夹角为φ,场强大小为 E = q /4πε0r 2,其中r = (x 2 + R 2)1/2,通过环的电通量为d Φe = E ·d S = E d S cos φ,其中cos φ = x/r ,所以得3223/200d d d 22()e qxR R qx R R r x R Φεε==+,积分得电通量为22223/200d()22()a e qx x R x R Φε+=+⎰0(12q ε=.由于电位移强度D 和电场强度E 的关系为 D = ε0E ,图16.26a所以电位移通量和电通量之间的关系为Φd = ε0Φe ,因此点电荷在圆面上通过的电位移通量为(12d q Φ=.当电荷q 以速度v 向O 运动时,可认为圆面以d x /d t = -v 向电荷运动,因此,通过此圆面的位移电流为d d dd I t Φ=2q -=2223/22()q a v x a =+.16.27在真空中,一平面电磁波的电场为70.3cos[210()]y x E t c π=⨯-(V·m -1).求:(1)电磁波的波长和频率;(2)传播方向;(3)磁场的大小和方向. [解答](1)电磁波的角频率为ω = 2π×107(rad·s -1),频率为 ν = ω/2π = 107(Hz).波长为 λ = cT = c/ν = 3×108/107 = 30(m).(2)电磁波的传播方向为x 方向.(3)磁场的方向在z 方向,由于y z =,所以磁场强度为001z y y yH E E c μ===871310410y E π-=⨯⨯⨯71cos[210()]400xt c ππ=⨯-.磁感应强度为01z z y B H E c μ==9710cos[210()]xt c π-=⨯-.71cos[210()]400xt c ππ=⨯-.磁感应强度为01z z y B H E c μ==9710cos[210()]xt c π-=⨯-.16.28 一个长直螺线管,每单位长度有n 匝线圈,载有电流i ,设i随时间增加,d i /d t >0,设螺线管横截面为圆形,求:(1)在螺线管内距轴线为r 处某点的涡旋电场;(2)在该点处坡印廷矢量的大小和方向.[解答](1)长直螺线管通有电流i 时,在轴线上产生的磁感应强度为μ0ni , B = 磁场是均匀的,也是轴对称的.以轴线上某点为圆心,以r 为半径作一环路,环路的周长为 C = 2πr ,面积为 S=πr 2,根据电场的环路定理S B l Εd d d d ⋅-=⋅⎰⎰S L k t ,可得 2πrE = -πr 2d B /d t ,因此涡旋电场为0d 2d nr iE t μ=-,负号表示涡旋电场的方向与环路的环绕方向相反.(2)管中磁场强度为H = B/μ0 = ni .坡印廷矢量为S = E ×H ,其大小为20d 2d n r iS EH i t μ==.当d i /d t > 0时,S 的方向沿径向指向轴线;当d i /d t < 0时,S 的方向沿径向向外.。

大学物理授课教案第十六章

大学物理授课教案第十六章

教学目标:1. 理解光的波动性质,掌握波动光学的理论基础。

2. 掌握光的干涉、衍射和偏振现象的原理和应用。

3. 能够运用波动光学知识解决实际问题。

教学重点:1. 光的干涉原理及条件。

2. 光的衍射现象及单缝衍射公式。

3. 光的偏振现象及马吕斯定律。

教学难点:1. 复习波动光学的基本概念。

2. 理解光波的干涉、衍射和偏振现象。

3. 运用波动光学知识解决实际问题。

教学准备:1. 多媒体课件。

2. 波动光学实验演示装置。

3. 光学元件(如透镜、光栅、偏振片等)。

教学过程:一、导入1. 回顾光的波动性质和光的干涉、衍射、偏振等现象。

2. 引出波动光学的概念,强调其在光学领域的重要性。

二、波动光学的理论基础1. 光的波动性质:介绍光波的波动方程、相位、振幅等基本概念。

2. 光的干涉现象:讲解干涉的原理,分析相干光的条件,并举例说明干涉现象在生活中的应用。

三、光的干涉1. 双缝干涉实验:介绍实验原理、装置及操作步骤。

2. 分析双缝干涉条纹的分布规律,推导干涉条纹间距公式。

3. 讨论双缝干涉实验中的误差及改进措施。

四、光的衍射1. 单缝衍射实验:介绍实验原理、装置及操作步骤。

2. 分析单缝衍射条纹的分布规律,推导单缝衍射公式。

3. 讨论单缝衍射实验中的误差及改进措施。

五、光的偏振1. 偏振现象:介绍偏振光的产生、传播和检测方法。

2. 马吕斯定律:讲解马吕斯定律的原理,推导马吕斯定律公式。

3. 偏振片实验:介绍实验原理、装置及操作步骤。

六、总结与讨论1. 总结本章所学内容,强调波动光学的应用价值。

2. 针对波动光学在实际问题中的应用进行讨论,如光学仪器的设计、光学材料的制备等。

七、作业布置1. 完成课后习题,巩固所学知识。

2. 查阅资料,了解波动光学在相关领域的应用。

教学反思:本节课通过讲解波动光学的理论基础、干涉、衍射和偏振现象,使学生掌握波动光学的基本知识。

在教学过程中,注重理论与实践相结合,通过实验演示和讨论,提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。

高中物理竞赛第16题教案

高中物理竞赛第16题教案

高中物理竞赛第16题教案
教案:
一、引入:
先向学生介绍简谐振动的基本概念,解释振动周期的含义以及与振幅、频率的关系。

然后提出本实验中的问题,引导学生思考金属球质量增加对振动周期的影响。

二、实验设计:
1. 准备一个金属球和一根细线,调整绳子的长度使得金属球能够做简谐振动。

2. 测量金属球的振动周期。

3. 将金属球的质量翻倍,保持绳子长度不变,重新测量金属球的振动周期。

三、数据分析:
通过实验数据的对比,分析金属球质量翻倍对振动周期的影响。

引导学生思考金属球质量增加会如何影响振动的特性。

四、结论:
根据实验结果,得出结论:金属球质量翻倍会导致振动周期增加/减小。

解释金属球的质量增加会增加其惯性使得振动周期变长的原因。

五、拓展:
讨论其他因素对振动周期的影响,如绳子的长度、摆角等。

引导学生进一步探究简谐振动的规律。

六、作业:
要求学生总结振动周期与质量的关系,并提出自己的思考和观点。

要求学生思考如何改变实验条件来进一步研究振动周期的影响因素。

七、小结:
强调振动周期与质量的关系是物理学中重要的概念,鼓励学生多进行实验观察和思考,探索物理现象背后的规律。

大学物理流体力学教案

大学物理流体力学教案

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大学物理作业学习教案

大学物理作业学习教案

(diànliú)I反向,AB两端的电势U<A UB (填 、 、 ). (3) 若将金
属棒与导线平行放置,AB两端的电势UA= UB (填 、 、 ).
v
电源正极
(v B) dl
电源负极
I AB
3. 半径为R的金属圆板在均匀磁场中以角速度 绕中心轴图旋10转,
均匀磁场的方向平行于转轴,如图11所示.这时板中由中心至同一
B dS rl 0I ldx 0Il ln r l
r 2 x
2 r
d 0Il d (ln r l ) 0Ivl2 0 方向假设同
dt
2 dt
r 2 第4页/共24页 r(r l)
第五页,共24页。
6. 如图5所示,均匀磁场被局限在无限长圆柱形空间内,且成轴 对称分布,图为此磁场的截面(jiémiàn),磁场按dB/dt随时间变化, 圆柱体外一点P的感应电场Ei应
大学物理作业(zuòyè)
会计学
1
第一页,共24页。
2. 一磁铁朝线圈运动,如图2所示,则线圈内的感应电流的方向(以螺 线管内流向为准)以及电表(diàn biǎo)两端电位UA和UB的高低为: (A) I由A到B,UA UB . (B) I由B到A,UA UB . (C) I由B到A,UA UB . (D) I由A到B,UA UB .
行于ab边,bc的长度为l .当金属框架绕ab边以匀角速度 转动
(zhuàn dòng)时,abc回路中的感应电动势ε和a、c两点的电势差 Ua Uc为
B
(A) ε= 0, Ua Uc= B l2/2 . (B) ε= B l2, Ua Uc=B l2/b2. l c
(C) ε= 0, Ua Uc= B l2/2. (D) ε= B l2 , Ua Uc= B
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4.(本题10分)
如图为一平面简谐波在 时刻的波形图,试画
出 处质点与 处质点的振动曲线,然后写出相应的
振动方程,其中波速

y(m)
u 0.20
PQ
0
20
40
x(m)
解:(1) 处质点的振动曲线是图(a)
波的周期
, 处和 处质点振动周
期与波的周期相等,故 处质点振动方程式为:
(2) 处质点的振动曲线是图(b)
(A)
(B)
(C)
(D)
[B]
9.(本题3分)
当机械波在媒质中传播时,一媒质质元素的最大 变形量发生在
(A)媒质质元离开其平衡位置最大位移处
(B)媒质质元离开其平衡位置

(C)媒质质元在其平衡位置处
(D)媒质质元离开平衡位置 处(A是振动振幅)
[A]
填空题
二.填空题:(共33分) 1.(本题3分)
的情况下,系统对外所做的功与对外界吸收的热量之 比 等于
(A)
(B)
(C)
(D)
[D]
7.(本题3分)
一长为 的均匀细棒悬于通过其一段的光滑水平
轴上,如图所示,做成一复摆,已知细棒绕通过其一
端的轴的转动衡量
,此摆作微小振动的周期

(A) (C)
(B)
O
(D)
[C]
8.(本题3分)
一质点作简谐振动,周期为 。质点由平衡位置 向 轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位 移这段路程所需要的时间为

解:根据
2.(本题10分)
单原子分子理想气体的循环过程如
示,其中 点的温度为
,试求:
(1)
各个过程系统吸收的热量;
(2)经一循环系统所作的净功;
(3)循环的效率。
T(K)
c
a
图所
b
0
1
2 V(10-3m 3)
3.(本题10分)
如图,由一水平弹簧振子,弹簧的倔强系

,重物的质量
,重物禁止在平衡位
一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功 为 。若此种气体为单原子分子气体,则该过程中
需吸热___5_0_0_J___;若为双原子分子气体,则需吸热 ___7_0_0_J____。
2.(本题3分) 给定的理想气体(比热容比 为已知),从标准状态 开始,作绝热膨胀,体积增大到三倍,膨 胀后的温度 ____________,压强 __________。
1 理想气体从 图上初态a分别经历如图所示 的(1)或(2)过程到达末态b。已知 > ,则这两 过程中气体吸收的热量 和 的关系是
(A) > >0
(B) > >0
(C) < <0
(D) < <0
(E) = <0
P
a
(1 )
(2 )
b
O
V
[A]
6.(本题3分)
对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀
振动方程式为

y(m )
0.20
1
2
0
t(s) (a)
y(m )
0.5
1.5
0
-0.Байду номын сангаас0
t(s) (b)
________________。
9.(本题5分) 为振动频率,振动方向均相同的两个点波源,
震动方向垂直纸面,两者相距 ( 为波长)如图, 已知 的初位相为 。
若使射线 上各点由两列波引起的振动均干涉 相消,则 的初相位应为_______________。
若使 连线的中垂线 上各点由两列波引起 的振动均干涉相消,则 的初位相应为 ________________。 M
大学物理
3.(本题3分) 下列各图所示的速率分布曲线,那一图中的两条
曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线?
f(v)
f(v)
(A)
(B)
O
V
O
V
f(v)
f(v)
(C)
(D)
O
V
O
V
[B]
4.(本题3分) 一定量的理想气体,开始时处于压强,体积,温
度分别为 , , 的平衡状态,后来变到压强,体积, 温度,分别为 , , 的终态,若已知 > ,且 = ,则下列各种说法中正确的是:
置上,设以一水平恒力
向左作用与物体(不计
摩擦),使之由平衡位置向左运动了
,此时撤去
力 。当重物运动到左方最远位置时开始计时,求物体
的运动方程。
m F
0
x
解:设物体的运动方程式为 恒外力所作的功即为弹簧振子的能量: 当物体运动到左方最远位置时,弹簧的最大弹性势能 为 ,即:
即振幅
按题目所述时刻计时,初相为 物体运动方程式为
(A)不论经历的是什么过程,气体对外净作的功一定 为正值。
(B)不论经历的是什么过程,气体对外界净吸的热一 定为正值。
(C)若气体从始态变到终态经历的是等温过程,则气 体吸收的热量最少。
(D)如果不给定气体所经历的是什么过程,则气体在 过程中对外净作功和从外界净吸热的正负皆无法判断。
[D]
5.(本题3分)
S1
S2
C
N
计算题
三.计算题:(共40分)
1.(本题10分)
一密封房间的体积为
,室温为 ,室
内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少?如果 气体的温度升高 ,而体积不变,则气体的内能变化
多少?气体分子的方均根速率增加多少?(已知空气的
密度
,摩尔质量
,且空
气分子可认为是刚性双原子分子。摩尔气体常量
,若温度
不变,气体压强为
,则分子的平均碰撞次数变
为___________;平均自由程变为__________。
5.(本题3分)
已知两个简谐振动的振动曲线如图所示,两简谐 振动的最大速率之比为_____。
x (cm)
2
x2
x1
01234
t (s)
-1
-2
6.(本题3分) 一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动:
3.(本题3分)
一列平面简谐波沿 轴正方向无衰竭减地传播,
波的振幅为
,周期为
,波速为

当 时 轴原点处的质元正通过平衡位置向 轴正
方向运动,则该简谐波的表达式为
_________________________________
4.(本题5分)
但其在标准状态下的分子平均碰撞次数

,分子平均自由程为
合成振动的振幅为____m。
7.(本题3分)
已知一平面简谐波的波动方程式 为,( 为正值常数),则此波的频率 波长 ______。
_____,
8.(本题5分)
如图所示,一平面简谐波沿 轴正方向传播,波长
为 ,若 点处质点的振动方程是为

则 点处质点的振动方程式为
__________________________ ;与 点处质点振动状态 相同的那些点的位置是
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