大学物理练习册习题及答案4
大学物理练习册习题及答案4
习题及参考答案第3章 刚体力学 参考答案思考题3-1刚体角动量守恒的充分而必要的条件是（A ）刚体不受外力矩的作用。
（B ）刚体所受合外力矩为零。
(C)刚体所受的合外力和合外力矩均为零。
(D)刚体的转动惯量和角速度均保持不变。
答：（B ）。
3-2如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮。
A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F =Mg 。
设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有（A ）βA = βB （B ）βA > βB（C ）βA < βB （D ）开始时βA = βB ，以后βA < βB答：（C ）。
3-3关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是（A ）只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关。
(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关。
（C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置。
(D)只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无答：（C ）。
3-4一水平圆盘可绕通过其中心的固定铅直轴转动，盘上站着一个人，初始时整个系统处于静止状态，当此人在盘上随意走动时，若忽略轴的摩擦，则此系统(A)动量守恒；(B)机械能守恒；(C)对转轴的角动量守恒；(D)动量、机械能和角动量都守恒；(E)动量、机械能和角动量都不守恒。
答：（C ）。
3-5光滑的水平桌面上，有一长为2L 、质量为m 的匀质细杆，可绕过其中点o 且垂直于杆的竖直光滑固定轴自由转动，其转动惯量为213mL ， 起初杆静止，桌面上有两个质量均为m 的小球，各自在垂直于杆的方向上，正对着杆的一端，以相同速率v 相向运动，如图所示，当两小球同时与杆的两个端点发生完全 非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速度应为 AM F 思考题3-2图 v思考题3-5图(A)23L v (B)45L v (C)67L v (D)89L v (E)127L v答：（C ）。
大学物理练习册参考答案
大学物理练习册参考答案大学物理练习册是大学物理的重要教材之一，它的主要作用是为大学物理课程提供题目和习题，使学生能够更好地掌握和理解物理知识。
本文将为大家提供几个大学物理练习册的参考答案，供大家参考。
第一题：有一块长度为20cm，宽度为10cm，厚度为2cm的矩形金属板，重量为3N。
请问这块金属板的密度是多少？答案：首先我们需要知道密度的定义，密度是单位体积内物质的质量。
因此，我们可以根据这个公式计算出这块金属板的密度：密度=质量/体积其中，这块金属板的质量为3N，体积为20cm × 10cm × 2cm = 400cm³。
把质量和体积带入公式中，可以得到这块金属板的密度为：密度=3N/400cm³=0.0075N/cm³因此，这块金属板的密度为0.0075N/cm³。
第二题：有一个长度为4m的绳子，一个人沿着绳子向上爬，绳子的质量是忽略不计的。
如果人的体重为600N，他在绳子上爬行的过程中，绳子的张力是多少？答案：在求解这个问题之前，我们需要知道牛顿第二定律的公式：力=质量× 加速度根据牛顿第二定律，可以得到人在绳子上爬行时绳子所受的力等于绳子的张力减去重力。
因此，我们可以得到以下公式：绳子的张力=人的重力+绳子的重力其中，人的重力为600N，绳子的重力可以根据绳子的长度和重力加速度计算得出。
在地球上，物体的重力加速度大约为9.8m/s²。
因此，绳子的重力可以用下面的公式计算：绳子的重力=绳子的质量× 重力加速度因为绳子的质量可以根据绳子的长度和线密度计算得出，我们可以得到以下公式：绳子的质量=绳子的长度× 线密度假设绳子的线密度为ρ，绳子的质量可以表示为：绳子的质量=ρ × 面积× 长度根据绳子的面积和长度，可以得到：面积=长度× 直径/4因此，绳子的质量可以通过以下公式计算得出：绳子的质量=ρ × 直径² × 长度/16把绳子的质量和重力加速度带入公式中，可以得到绳子的重力为：绳子的重力=ρ × 直径² × 长度/16 × 重力加速度把人的重力和绳子的重力带入公式中，可以得到绳子的张力为：绳子的张力=人的重力+绳子的重力=600N+ρ × 直径² × 长度/16 × 重力加速度因此，如果已知绳子的线密度、直径、长度和重力加速度，就可以计算出绳子在负责人上爬行时所受的张力。
大学物理学课后习题4第四章答案
[答案：D]
4.2 填空题 （1）一质点在 X 轴上作简谐振动，振幅 A＝4cm，周期 T＝2s，其平衡位置
取作坐标原点。若 t＝0 时质点第一次通过 x＝－2cm 处且向 x 轴负方向运动，则 质点第二次通过 x＝－2cm 处的时刻为__ __s。
(3) t2 5s 与 t1 1s 两个时刻的位相差；
解：(1)设谐振动的标准方程为 x Acos(t 0 ) ，相比较厚则有：
A 0.1m,
8 ,T
2
1 4
s,
0
2
/3
又
vm A 0.8 m s1 2.51 m s1
am 2 A 63.2 m s2
(2)
Fm mam 0.63N
(1) x0 A ；
(2)过平衡位置向正向运动； (3)过 x A 处向负向运动；
2
(4)过 x A 处向正向运动． 2
试求出相应的初位相，并写出振动方程．
解：因为
v
x0 A cos0 0 Asin
0
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
1
x Acos( 2 t ) T
103
(
)2
0.17
4.2
103
N
2
方向指向坐标原点，即沿 x 轴负向．
(2)由题知， t 0 时，0 0 ，
t t时
x0
A ,且v 2
0, 故 t
3
∴
t
3
/
2
2s 3
大学物理学 (第3版.修订版) 北京邮电大学出版社 上册 第四章习题4 答案
2 2 v v x v y 0.88 c
速度与 x 轴的夹角 为
tan
v y v x
1.07
46.8ο
题 4.10 图 4.11 静止在S系中的观测者测得一光子沿与 x 轴成 60 角的方向飞行．另一观测者静止于 S′系，S′系的 x 轴与 x 轴一致，并以0.6c的速度沿 x 方向运动．试问S′系中的观测者观 测到的光子运动方向如何? 解: S 系中光子运动速度的分量为
2
（D） c t 1 v / c
2
[答案：A ] （4）一宇航员要到离地球 5 光年的星球去旅行。如果宇航员希望把这路程缩短为 3 光年， 则他所乘的火箭相对于地球的速度 v 应为[ ]。 （A）0.5c （B）0.6c （C）0.8c （D）0.9c [答案：C ] （5） 某宇宙飞船以 0.8c 的速度离开地球， 若地球上测到它发出的两个信号之间的时间间隔 为 10s。则宇航员测出的相应的时间间隔为[ ]。 （A）6s （B）8s （C）10s （D）10/3s [答案：A ] 4.2 填空题 （1） 有一速度为ｕ的宇宙飞船沿Ｘ轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处 于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为_________；处于船头的观察 者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为__________。 [答案：c，c； ] （ 2 ） S 系相对 S 系沿 x 轴匀速运动的速度为 0.8c ，在 S 中观测，两个事件的时间间隔
习题 4 4.1 选择题 （1）在一惯性系中观测，两个事件同时不同地，则在其他惯性系中观测，他们[ （A）一定同时 （B）可能同时 （C）不可能同时，但可能同地 （D）不可能同时，也不可能同地 [答案：D ] （2）在一惯性系中观测，两个事件同地不同时，则在其他惯性系中观测，他们[ （A）一定同地 （B）可能同地 （C）不可能同地，但可能同时 （D）不可能同地，也不可能同时 [答案：D ]
大学物理练习册答案(DOC)
大学物理练习册答案(DOC)第十章练习一一、选择题1、下列四种运动（忽略阻力）中哪一种是简谐振动？（）(A)小球在地面上作完全弹性的上下跳动(B)细线悬挂一小球在竖直平面上作大角度的来回摆动(C)浮在水里的一均匀矩形木块，将它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动(D)浮在水里的一均匀球形木块，将它部分按入水中，然后松开，使木块上下浮动2、质点作简谐振动，距平衡位置2.0cm时，加速度a=4.0cm/2,则该质点从一端运动到另一端的时间为（）(A)1.2(B)2.4(C)2.2(D)4.43、如图下所示，以向右为正方向，用向左的力压缩一弹簧，然后松手任其振动，若从松手时开始计时，则该弹簧振子的初相位为（）(A)0(B)(C)2kmFO某(D)24、一质量为m的物体与一个劲度系数为k 的轻弹簧组成弹簧振子，当其振幅为A时，该弹簧振子的总能量为E。
若将其弹簧分割成两等份，将两根弹簧并联组成新的弹簧振子，则新弹簧振子的振幅为多少时，其总能量与原先弹簧振子的总能量E相等（）(A)AAA(B)(C)(D)A242T时的质点速度为，2二、填空题1、已知简谐振动某Aco(t0)的周期为T，在t加速度为2、已知月球上的重力加速度是地球的1/6，若一个单摆(只考虑小角度摆动)在地球上的振动周期为T，将该单摆拿到月球上去，其振动周期应为3、一质点作简谐振动，在同一周期内相继通过相距为11cm的A,B两点，历时2秒，速度大小与方向均相同，再经过2秒，从另一方向以相同速率反向通过B点。
该振动的振幅为，周期为4、简谐振动的总能量是E，当位移是振幅的一半时，当EkE，P，EE某时，EkEP。
A三、计算题1、一振动质点的振动曲线如右图所示，试求：(l)运动学方程；(2)点P对应的相位；(3)从振动开始到达点P相应位置所需的时间。
2、一质量为10g的物体作简谐运动，其振幅为24cm，周期为4.0，当t=0时，位移为+24cm。
武汉工程大学物理练习册练习四
M mol RT 8.31 300 0.24 2.0 10 3 kg / mol P 3.0 105
或 vP
2P
2 3.0 105 1581m / s 0.24
2 RT 2 8.31 300 vP 1579m / s 3 M mol 2.0 10
0.71 3.45107 m
9．今测得温度为t1=150C，压强为p1=0.76m汞柱高时，氩分子和 8 氖分子的平均自由程分别为：Ar 6.7 10 8 m 和 Ne 13.2 10 m ，求： (1) 氖分子和氩分子有效直径之比 d Ne / d Ar ； (2) 温度为t2=200C,压强为p2=0.15m汞柱高时，氩分子的平均自由 ' 程 Ar 。
23
7 3
1.04kg / m3
2．若某种理想气体分子的方均根速率 v
2
1/
450 m / s，气体压
强为P=7.00×104 Pa，则该气体的密度为 解：
＝____。
1 1 2 2 p mnv v 3 3
3P 3P 3 7.00 104 v2 1.04kg / m3 2 2 4502 ( v )
8RT 8PV 8 50.7 103 3.0 102 v 440.2m / s 2 M mol M 3.14 2.0 10
100
f (v)dv N
100
f (v)dv
100
vf (v)dv /
100
f (v)dv
7．已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数，N为总分子数，则(1)速 率v > 100 m·s-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为 ； (2)速率v > 100 m·s-1的分子数的表达式为 。(3)速率v > 100 m·s-1的分子的平均速率表达式为 。
大学物理练习册习题解答(1-22上)
练习一 运动的描述 （一）1．（D ）2.（D ） 3．217,5s m sm 4．mmπ5,105．（1）s m t x V 5.0-=∆∆= （2）()s m v t t dt dx v 62,692-=-==（3）()()()()质点反向运动时，,05.125.25.1215.1===⨯-⨯+⨯-⨯=v s t m S6．答：矢径是从坐标原点至质点所在位置的有向线段。
位移是由前一时刻质点所在位置引向后一时刻质点所在位置的有向线段，它们的一般关系为0r r r -=∆ 若把坐标原点选在质点的初始位置，则00=r，任意时刻质点对此位置的位移为r r =∆，即此时r既是矢径也是位移。
练习二 运动的描述 （一）1．()()s m t t s radtt 612,34223-- 2．（c ） 3．三 ， 三至六 4．s m s m s m 20,3103.17=5．1032,224,432102+===∴===⎰⎰⎰⎰t x dt t dx tv tdt dv t dt dv a txvt6．根据已知条件确定常量K 222224,4,4RtR v t s d ra Rtv tk ======ωωω22222228.3532168841sm a a a sm R v a s m Rt dt v d a sm Rtv s t n n =+=========ττ时，练习三 运动定律与力学中的守恒定律（一）1．（D ） 2. （C ）3．4．5．因绳子质量不计，所以环受到的摩擦力在数值上等于张力T ，设2m 对地加速度为/2a ，取向上为正；1m 对地加速度为1a （亦即绳子的加速度）向下为正，⎪⎩⎪⎨⎧-==-=-21/2/222111aa a a m g m T a m T g m()()()212121/22121221222112m m a m g m m a m m m m a g T m m a m g m m a +--=+-=++-=解得：6．(1)子弹进入沙土后受力为－kv,由牛顿定律有mt k vv tev v v dv dt mk vdv dt mk dtdv mkv -=∴=-=-∴=-⎰⎰00,,（2）求最大深度()()kv mv x ev k m x dtev dx dt dx v mkt mkt 00max 00,1,=-=∴=∴=--练习四 运动定律与力学中的守恒定律（二）1．（C ）2.（B ） 3．s m S N 24,140⋅()()sm m mv I v mv mv I sN dtt dt F I t t 24,14040301212221=+=∴-=⋅=+==⎰⎰4．2221221,m t F m m t F m m t F ∆++∆+∆5．（1）系统在水平方向动量守恒。
大学物理学练习册参考答案
大学物理学练习册参考答案单元一 质点运动学四、学生练习 (一）选择题1.B2.C3.B4.B5.B (二）填空题1. 0 02.2192x y -=， j i 114+， j i 82-3.16v i j =-+;14a i j =-+;4.20211V kt V -；5、16Rt 2 4 6 112M h h h =-vv（三）计算题1 解答（1）质点在第1s 末的位置为：x (1) = 6×12 - 2×13 = 4(m)．在第2s 末的位置为：x (2) = 6×22 - 2×23 = 8(m)． 在第2s 内的位移大小为：Δx = x (2) – x (1) = 4(m)，经过的时间为Δt = 1s ，所以平均速度大小为：v =Δx /Δt = 4(m·s -1)．（2）质点的瞬时速度大小为：v (t ) = d x /d t = 12t - 6t 2，因此v (1) = 12×1 - 6×12 = 6(m·s -1)，v (2) = 12×2 - 6×22 = 0质点在第2s 内的路程等于其位移的大小，即Δs = Δx = 4m ．（3）质点的瞬时加速度大小为：a (t ) = d v /d t = 12 - 12t ，因此1s 末的瞬时加速度为：a (1) = 12 - 12×1 = 0，第2s 内的平均加速度为：a = [v (2) - v (1)]/Δt = [0 – 6]/1 = -6(m·s -2)．2.解答 1）由t y t x ππ6sin 86cos 5==消去t 得轨迹方程：1642522=+y x 2）tdt dy v t dtdx v y x ππππ6cos 486sin 30==-==当t=5得；πππππ4830cos 48030sin 30===-=y x v vt dt dv a t dtdv a y y xx ππππ6sin 2886cos 18022-==-==当t=5 030sin 28818030cos 180222=-==-=-=πππππdt dv a a yy x 3．解答：1）()t t dt t dt d t tvv 204240+=+==⎰⎰⎰则：t t )2(42++=2）()t t t dt t t dt d ttr )312(2)2(4322++=++==⎰⎰⎰t t t )312()22(32+++=4． [证明]（1）分离变量得2d d vk t v=-， 故020d d v tv vk t v =-⎰⎰， 可得：011kt v v =+． （2）公式可化为001v v v kt=+，由于v = d x/d t ，所以：00001d d d(1)1(1)v x t v kt v kt k v kt ==+++积分00001d d(1)(1)x tx v kt k v kt =++⎰⎰．因此 01ln(1)x v kt k=+． 证毕．5．解答（1）角速度为ω = d θ/d t = 12t 2 = 48(rad·s -1)，法向加速度为 a n = rω2 = 230.4(m·s -2)； 角加速度为 β = d ω/d t = 24t = 48(rad·s -2)， 切向加速度为 a t = rβ = 4.8(m·s -2)． （2）总加速度为a = (a t 2 + a n 2)1/2，当a t = a /2时，有4a t 2 = a t 2 + a n 2，即n a a =．由此得2r r ω=22(12)24t = 解得36t =．所以3242(13)t θ=+==3.154(rad)．（3）当a t = a n 时，可得rβ = rω2， 即： 24t = (12t 2)2，解得 ： t = (1/6)1/3 = 0.55(s)．6．解答：当s 2=t 时，4.022.0=⨯==t βω 1s rad -⋅则16.04.04.0=⨯==ωR v 1s m -⋅064.0)4.0(4.022=⨯==ωR a n 2s m -⋅ 08.02.04.0=⨯==βτR a 2s m -⋅22222s m 102.0)08.0()064.0(-⋅=+=+=τa a a n单元二 牛顿运动定律（一）选择题 1.A 2.C 3.C 4.C 5 A 6.C （二）填空题 1. 022x F t COS F X ++-=ωωω2.略3. )13(35-4. 50N 1m/s5.21m m t f +∆ )()(212122221m m m t m t m t m f +∆+∆+∆6. 0 18J 17J 7J7. m rkr k（三）计算题1.解答：θμθcos )sin (f f mg =- ； θμθμsin cos +=mgf0cos sin =+=θμθθd df； 0tan =θ ； 037=θ θsin hl ==037sin 5.12. 解答；dtdvmkv F mg =--分离变量积分得 0ln(1)v tktm mdvmg F kvktmg F dt v e mg F kv mg F m k-----=??----蝌 3解答：烧断前 2221211();a L L a L w w =+=烧断后，弹簧瞬间的力不变，所以2a 不变。
大学物理学教程第二(马文蔚)练习册答案4第四章 刚体转动
v人地 v人盘 +v盘地 1 + R
J m0 Rv人地 0
J m0 R 1 0
m0 R J m0 R
0.0952 rad/s
J m0R m0R
第 四 章 习 题 分 析
4-21 长为 L 质量为 m 的均质杆，可绕垂直于纸面的 O 4-21 轴转动，令杆至水平位置有静止下摆，在铅直位置 与质量为0.5m的物体发生完全非弹性碰撞，碰后物 体沿摩擦因数为的水平面滑动，试求此物体滑过的 距离s ？ 解：细杆下摆过程机械能守恒
m1g T1 m1a1 R r R T ' 1 B : T2 m2 g m2 a2 T2 ' 轮： T1 ' R T2 ' r J1 J 2 B T1 T2 其中： T1 ' T1 T2 ' T2 B A a r a1 R 2 a2 a1
A:
3g L m 碰撞过程角动量守恒。 J J ' v ' L v L 2 12 1 2 3g 1 2 v ' m 2 gL mL mL v ' L v ' 25 3 L 3 L 2 6L 滑动过程 1 mv '2 mgs s 25 2
1 1 1 2 2 mgL mL 2 2 3
4-13 飞轮质量为60kg,直径为0.5m,转速为1000r/min， 现用一闸瓦使其在5s内停止转动，求制动力F。设闸瓦 第 与飞轮间的摩擦因数为0.4，飞轮的质量全部分布在轮 四 缘上。 章 解： 由细杆力矩平衡
习 题 分 析
FL Nl
N
F
FL 1.25F f N 2.5F l 0.5 又飞轮与闸瓦间的摩擦力 f N F
2024版大学物理习题练习及答案
ABCD
不确定性原理
理解海森堡不确定性原理，了解其对微观粒子运 动状态的影响。
量子态与波函数
理解量子态和波函数的概念，掌握波函数的物理 意义和性质。
原子结构与原子核物理
玻尔模型 了解玻尔模型的基本假设和原子能级的
概念，理解氢原子光谱的实验规律。
原子核的组成与性质 了解原子核的组成、质量数、电荷数 等概念，理解原子核的稳定性和放射
习题4
讨论光栅衍射的原理和应用，如光谱 分析、光栅测长等。
光的偏振与色散
习题1
解释什么是光的偏振现象，并说明偏振光的产生和检测方法。
习题2
阐述马吕斯定律和布儒斯特定律的原理和应用。
习题3
分析光的色散现象，如棱镜色散、光栅色散等，并给出相关公式。
习题4
讨论白光通过三棱镜后的色散现象和光谱分布。
激光与光纤通信
动量与角动量
习题1
一质量为m的物体以速度v0沿光滑水平面作直线运动，撞 上一静止的质量为M的物体后共同运动。试求碰撞后两物体 的共同速度v。
习题2
一细棒绕其一端在水平面内作匀速圆周运动，棒的角速度 为ω，质量为m。试求棒的动量p和角动量L。
答案及解析
根据动量守恒定律求解碰撞后共同速度；利用动量和角动 量的定义式求解。
在解题之前，首先要仔细阅读题目，确保充分理解题目的要求和 所给条件。
针对题目描述的物理现象，分析其背后的物理规律，明确所涉及 的物理概念和公式。
根据题目的特点和要求，选择合适的解题方法，如直接代入公式、 列方程求解、图像法等。
在得出答案后，要验证其合理性，可以通过代入原题、检查单位、 比较与其他已知量的关系等方式进行验证。
质能关系
理解质能关系公式E=mc^2，了解其在核反 应等领域的应用。
大学物理练习册与大题答案
大学物理（一）练习册 参考解答3. 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v表示速度，a 表示加速度，S 表示路程，a t 表示切向加速度，下列表达式中，(1) a t = d /d v ， (2) v =t r d /d ， (3) v =t S d /d ， (4) t a t =d /d v．(A) 只有(1)、(4)是对的． (B) 只有(2)、(4)是对的． (C) 只有(2)是对的． (D) 只有(3)是对的． 答案： (D) 参考解答：质点作曲线运动，应该考虑速度v，加速度a 的矢量性。
注意正确书写矢量公式，例如：.d d ,d d v v==tr a t速度和速率是两个不同概念。
前者为矢量，后者为标量；瞬时速度的大小和瞬时速率相同：v =t S d /d . 所以只有(3)是对的。
大学物理（一）练习册 参考解答第1章 质点运动学一、选择题1(D)，2(D)，3(B)，4(D)，5(B)，6(D)，7(D)，8(E)，9(B)，10(B)， 二、填空题 (1).()ωπ+1221n (n = 0,1,… ), t A ωωsin 2- (2). 8 m ，10 m. (3). 23 m/s. (4). 16Rt 2(5). 4t 3-3t 2 (rad/s)，12t 2-6t (m/s 2). (6).331ct ，2ct ，c 2t 4/R . (7). 2.24 m/s 2，104o(8). )5cos 5sin (50j t i t+-m/s ，0，圆. (9). K m x /0max v =(10). 02121v v +=kt三、计算题1. 有一质点沿x 轴作直线运动，t 时刻的坐标为x = 4.5 t 2 – 2 t 3 (SI) ．试求：(1) 第2秒内的平均速度； (2) 第2秒末的瞬时速度； (3) 第2秒内的路程．解：(1) 5.0/-==∆∆t x v m/s(2) v = d x /d t = 9t - 6t 2, v (2) =-6 m/s. (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m.2. 一质点沿半径为R 的圆周运动．质点所经过的弧长与时间的关系为221ct bt S += 其中b 、c 是大于零的常量，求从0=t 开始到切向加速度与法向加速度大小相等时所经历的时间．解： ct b t S +==d /d v c t a t ==d /d v ()R ct b a n /2+=根据题意： a t = a n 即 ()R ct b c /2+=解得 cb c R t -=3. 一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式．解： =a d v /d t 4=t ， d v 4=t d t⎰⎰=vv 0d 4d tt t v = 2t 2v d =x /d t 2=t 2t t x txx d 2d 020⎰⎰=x 2= t 3 /3+x 0 (SI)4. 一物体悬挂在弹簧上作竖直振动，其加速度为-=a ky ，式中k 为常量，y 是以平衡位置为原点所测得的坐标. 假定振动的物体在坐标y 0处的速度为v 0，试求速度v 与坐标y 的函数关系式．解： yt y y t a d d d d d d d d v v v v ===又 -=a ky ∴ -k =y v d v / d y⎰⎰+=-=-C ky y ky 222121 , d d v v v已知 =y y 0 ，=v v 0 则 20202121ky C --=v)(220202y y k -+=v v5. 一飞机驾驶员想往正北方向航行，而风以60 km/h 的速度由东向西刮来，如果飞机的航速（在静止空气中的速率）为 180 km/h ，试问驾驶员应取什么航向？飞机相对于地面的速率为多少？试用矢量图说明．解：设下标A 指飞机，F 指空气，E 指地面，由题可知：v FE =60 km/h 正西方向 v AF =180 km/h 方向未知v AE 大小未知， 正北方向由相对速度关系有： FE AF AE v v v+= AE v 、 AF v 、EE v 构成直角三角形，可得 ()()k m /h 17022 v v v =-=FE AF AE () 4.19/tg 1==-AE FE v v θ（飞机应取向北偏东19.4︒的航向）．四 研讨题1. 在下列各图中质点M 作曲线运动，指出哪些运动是不可能的？参考解答： (1)、(3)、(4)是不可能的．(1) 曲线运动有法向加速度，加速度不可能为零；(3) 曲线运动法向加速度要指向曲率圆心；(4) 曲线运动法向加速度不可能为零.2. 设质点的运动方程为)(t x x =，)(t y y =在计算质点的速度和加速度时： 第一种方法是，先求出22y x r +=，然后根据 td d r=v 及 22d d t r a =而求得结果；第二种方法是，先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即22)d d ()d d (t y t x +=v 和 222222)d d ()d d (ty t x a +=.你认为两种方法中哪种方法正确？参考解答：第二种方法是正确的。
大学物理II练习册答案4
大学物理练习 四一．选择题： 1．下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的。
(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。
(3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同。
其中那些说法是正确的： [ ] (A) 只有(1)、(2)是正确的.(B) 只有(1)、(3)是正确的. (C) 只有(2)、(3)是正确的. (D) 三种说法都是正确的.解： [ D ]2．一火箭的固定长度为L ，相对于地面作匀速直线运动，速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v 2的子弹。
在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是： [ ] (A)21v v L + (B)2v L (C)12v v L - (D)211)/(1c v v L -(c 表示真空中光速)解：[ B ] 在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是火箭的固定长度除以子弹相对于火箭的速度。
3．（1）对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？（2）在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于这两个问题的正确答案是： [ ] (A)（1）同时，（2）不同时。
(B)（1）不同时，（2）同时。
(C)（1）同时，（2）同时。
(D) 不（1）同时，（2）不同时。
解：[ A ]发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是同时发生。
在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的的两个事件，它们在其它惯性系中不是同时发生。
4．K 系与K ＇系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K ＇系相对于K 系沿Ox 轴正方向匀速运动。
一根刚性尺静止在K ＇系中，与O’x’轴成 30°角。
大学物理第四章习题及答案
大学物理第四章习题及答案大学物理第四章习题及答案第四章是大学物理课程中的重要章节，主要涉及力学和运动学的内容。
在这一章中，学生将学习到关于运动的基本概念和原理，以及如何应用这些知识解决实际问题。
为了帮助学生更好地理解和掌握这一章节的知识，以下是一些常见的习题及其答案。
习题一：一个物体以10 m/s的速度从10 m高的斜面上滑下，滑到底部时的速度是多少？解答：根据能量守恒定律，物体在滑下过程中，其机械能守恒。
由于没有外力做功，物体的机械能在滑下过程中保持不变。
因此，物体在滑到底部时的机械能等于初始机械能。
初始机械能 = 动能 + 重力势能= 1/2 mv^2 + mgh根据题目给出的条件，可得：1/2 mv^2 + mgh = 1/2 m(10)^2 + m(10)(10)= 50m + 100m= 150m因此，滑到底部时的速度为10 m/s。
习题二：一个物体以10 m/s的速度从斜面上滑下，滑到底部时的时间是多少？解答：根据运动学中的运动方程，可以求解物体滑下斜面所用的时间。
在这个问题中，物体的初速度为0，加速度为重力加速度g，位移为斜面的长度L。
根据运动方程：S = ut + 1/2 at^2L = 0 + 1/2 gt^22L = gt^2t^2 = 2L/gt = sqrt(2L/g)根据题目给出的条件，斜面的长度L为10 m，重力加速度g为10 m/s^2，代入上述公式可得：t = sqrt(2(10)/10)= sqrt(2)≈ 1.414 s因此，滑到底部时的时间约为1.414秒。
习题三：一个物体以10 m/s的速度从斜面上滑下，滑到底部时的加速度是多少？解答：根据牛顿第二定律，物体在斜面上滑动时受到的合力等于物体的质量乘以加速度。
在这个问题中，物体的质量为m，斜面的倾角为θ，重力加速度为g。
合力 = m * 加速度m * g * sinθ = m * 加速度加速度= g * sinθ根据题目给出的条件，斜面的倾角θ为30度，重力加速度g为10 m/s^2，代入上述公式可得：加速度= 10 * sin(30°)≈ 5 m/s^2因此，滑到底部时的加速度约为5 m/s^2。
(完整版)《大学物理》练习题及参考答案.doc
卡 循 是由两个平衡的 程和两个平衡的等 程 成的
11.如 所示，在E的匀 中，有一个半径
R的半
球面，若E的方向与半球面的 称 平行， 通 个半球面
的 通量大小 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（
）
参看 本P172-173
A .
R2E
B .2 R2E
C.
2 R2E
D. 0
12.一点 荷，放在球形高斯面的中心 ，下列情况中通 高斯面
的速度为200m/s，则子弹受到的冲量为_____________.参看课本P55-56
41.将电荷量为2.0×10-8C的点电荷， 从电场中A点移到B点，电场力做功6.0×10-6J.
则A、B两点的电势差
UAB=__________ __ .
参看课本P181
42.
如图所示，图中
O点的磁感应强度大小
34.一人从10 m深的井中提水，起始 ，桶中装有10 kg的水，桶的 量1 kg，由
于水桶漏水，每升高1m要漏去0. 1 kg的水， 水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功
____________．参看 本P70 (2-14)
35.量m、半径R、自 运 周期T的月球，若月球是密度均匀分布的 球体， 其 自 的 量是__________，做自 运 的 能是__________.参看 本
24.下列关于机械振 和机械波的 法正确的是⋯⋯⋯（）参看 本P306
A.点做机械振 ，一定 生机械波
B.波是指波源 点在介 的 播 程
C.波的 播速度也就是波源的振 速度
D.波在介 中的 播 率与波源的振 率相同，而与介 无关
25.在以下矢量 中，属保守力 的是⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（）
A.静B.旋参看 本P180,212,258
大学物理练习册习题及答案5--振动学基础范文
习题及参考答案第四章 振动学基础参考答案思考题4-1什么是简谐振动？试分析以下几种运动是否是简谐振动？ (1)拍皮球时球的运动；(2)一小球在半径很大的光滑凹球面底部的小幅度摆动；（3）一质点分别作匀速圆周运动和匀加速圆周运动，它在直径上的投影点的运动。
4-2如果把一弹簧振子和一个单摆拿到月球上去，振动的周期如何改变？4-3什么是振动的相位？一个弹簧振子由正向最大位移开始运动，这时它的相位是多少？经过中点，到达负向最大位移，再回到中点向正向运动，上述各处相应的相位各是多少？4-4一个简谐振动的振动曲线如图所示。
此振动的周期为（ ）(A)12s ； (B)10s ；(C)14s ； (D)1 1s 。
4-5一个质点作简谐振动，振幅为A ， 在起始时刻质点的位移为 A /2,且向x 轴的 正方向运动；代表此简谐振动的雄转矢量 图为（ ）4-6一质点作简谐振动，其运动速度与时间的曲线如图所示，若质点的振动规律用余弦函数描述，则其初位相应为（ ）(A)π／6；（B ） 5π/6；（C ）-5π/6；（D ）-π／6；4-7把单摆从平衡位置拉开，使摆线与竖直方向成一微小角度θ,然后由静止放手任其振从放手时开始计时，若用余弦函数表示其运动方程，则该单摆振动的初位相为（ ）(A)θ； (B) π； （C ）0； （D π/2。
4-8如图所示，质量为m 的物体由倔强系数为k 1和k 2的两个轻弹簧连接，在光滑导轨上作微小振动,则系统的振动频率为（）(A )(B )(C )(D)xxxx思考题4-5图思考题4-6图v (m/s)t (s)思考题4-4图（A）2=ν（B）=ν（C）=ν（D ）=ν4-9一倔强系数为k 的轻弹簧截成三等分，取出其中的两根，将它们并联在一起，下面挂一质量为m 的物体，如图所示。
则振动系统的频率为（ ）4-10一弹簧振子作简谐振动，总能量为E 1， 如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的 质量增为原来的四倍，则它的总能量E 1变为（ ）(A) E 1/4; (B) E 1/2； (C)2E 1; (D) 4 E 1。
大学物理习题册及解答(第二版)第四章-刚体的定轴转动
上环可以自由在纸面内外摆动。求此时圆环摆的转动惯量。 O
(*)（3）求两种小摆动的周期。哪种摆动的周期较长？
R C
解：（1）圆环放在刀口上O，以环中 心的平衡位置C点的为坐标原点。Z轴
J zc MR2
O
P
ŷ
P΄
x
指向读者。圆环绕Z轴的转动惯量为
Z
R
由平行轴定理，关于刀口的转动惯量为 J zo J zc MR 2 2MR 2
m(l a) J
杆摆动过程机械能守恒
J 1 Ml2 3
1 J 2 Mg l (1 cos )
2
2
解得小球碰前速率为 Ml
2gl sin
m(l a) 3 2
5．一轻绳绕过一半径R，质量为M/4的滑轮。质量为M的人抓住绳 子的一端，而绳子另一端系一质量为M/2的重物，如图。求当人相 对于绳匀速上爬时，重物上升的加速度是多少？
解：选人、滑轮、与重物为系统，系统所受对滑轮轴的
外力矩为
1 MgR
人
物2
设u为人相对绳的匀速度，为重物上升的
速度。则该系统对滑轮轴的角动量为
L M R M (u )R (1 M R2 ) 13 MR MRu
2
24
8
据转动定律
du 0 dt
dL dt
a
即 1 MgR d (13 MR MRu)
6. 一飞轮以角速度0绕光滑固定轴旋转，飞轮对轴的转动惯 量为J1；另一静止飞轮突然和上述转动的飞轮啮合，绕同一转 轴转动，该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍．啮合后整个系
统的角速度 / 3 0
7．一长为l，质量可以忽略的直杆，可绕通过其一端的 水平光滑轴在竖直平面内作定轴转动，在杆的另一端固 定着一质量为m的小球，如图所示．现将杆由水平位置 无初转速地释放．则杆刚被释放时的角加速度a0 _ ， 杆与水平方向夹角为60°时的角加速度a_
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习题及参考答案第3章刚体力学参考答案思考题3-1刚体角动量守恒的充分而必要的条件是(A )刚体不受外力矩的作用。
(B) 刚体所受合外力矩为零。
(C) 刚体所受的合外力和合外力矩均为零。
(D) 刚体的转动惯量和角速度均保持不变。
答：(B)。
3-2如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮。
A滑轮挂一质量为M的物体,B滑轮受拉力F，而且F = Mg。
设A、B两滑轮的角加速度分别为俭和传，不计滑轮轴的摩擦，则有(C) 3A＜伊(D)开始时3A=伊，以后3A＜伊答：(C)。
3-3关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是(A )只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关。
(B)取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关。
(C)取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置。
思考题3-2图(D)只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无答：(C)。
3-4 一水平圆盘可绕通过其中心的固定铅直轴转动，盘上站着一个人，初始时整个系统处于静止状态，当此人在盘上随意走动时，若忽略轴的摩擦，则此系统(A) 动量守恒；(B) 机械能守恒；(C) 对转轴的角动量守恒；(D) 动量、机械能和角动量都守恒；(E) 动量、机械能和角动量都不守恒。
答：(C)。
3-5光滑的水平桌面上，有一长为2L、质量为m的匀质细杆，可绕过其中点o且垂直于；v I ■o 杆的竖直光滑固定轴自由转动，其转动惯量为丄mL2起初杆静止，桌面上有两个质量均为m的小球，各自在思考题3-5图垂直于杆的方向上，正对着杆的一端，以相同速率V相向运动，如图所示，当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速度应为-------- ---- ------------------- 布V&论叶住--------- -------------------------- 2v 4v 6v 8v 12v(A) 3L (B)5L (C) 7L Q) 9L (E) 7L答：(C)。
3-6 一飞轮以600rev/min的转速旋转，转动惯量为2. 5kg m-2,现加一恒定的制动力矩使飞轮在1s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M= __________答：157N m。
3-7质量为m的质点以速度v沿一真线运动，则它对直线外垂直距离为d的一点的角动量大小是—。
答：mvd。
3-8哈雷慧星绕太阳的轨道是以太阳为一个焦点的椭圆。
它离太阳最近的距离是n = 8.75 x 1010m,此时它的速率是V1= 5.46 x 104m・s-1。
它离太阳最远的速率是v?= 9.08 x 102m・s-1，这时它离太阳的距离是「2 = _____________答: 5.26x 1012m。
3-9两个滑冰运动员的质量各为70kg，以6.5ms-1的速率沿相反的方向滑行，滑行路线间的垂直距离为10m,当彼此交错时各抓住一10m长的绳索的一端，然后相对旋转，则抓住绳索之后各自对绳中心的角动量L=它们各自收拢绳索，到绳长为5m时，各自的速率v=__答：2275kg m2s^1；13m/s。
三习题3-1两个匀质圆盘，一大一小，同轴地粘贴在一起，构成组合轮。
小圆盘的半径为r，质量为m;大圆盘的半径r '= 2r，质量m'=2m。
组合轮可绕通过其中心垂直于盘面的光滑水平固定轴o转动，对o轴的转动惯量J=9mr2/2 •两圆盘边缘上分别绕有轻质绳，细绳下端各悬挂质量为m的物体A和B,如图所示，这一系统从静止开始运动，绳与盘无相对滑动，绳的长度不变。
已知r = 10cm,求：(1)组合轮的角加速度(2)当物体A上升h=40cm时，组合轮的角速度。
3-2电风扇在开启电源后，经过t1,时间达到了额定转速，此时相应角速度为30。
当关闭电源后，经过t2时间风扇停转。
已知风扇转子的转动惯量为J,并假定摩擦阻力矩和电机的电磁力矩均为常数，试根据已知量推算电机的电磁力矩。
3-3 一块宽L=0.60m、质量M= 1kg的均匀薄木板，可绕水平固定轴oo'无摩擦地自由转动。
当木板静止在平衡位置时，有一质量为m=10 x 10-3kg的子弹垂直击中木板A点，A离转轴oo'距离l=0.36m，子弹击中木板的速度为500m-s-1,穿出木板后的速度为200 m・s-1。
求：(1) 子弹给予木板的冲量；(2) 太板获得的角速度。
J ^ML2(已知木板绕oo'袖的转动惯量 3 )3-4 一匀质细棒长为2L,质量为m,以与棒长方向相垂直的速度v。
在光滑水平面内平动时，与前方一固定的光滑支点o发生完全非弹性碰撞。
碰撞点位于棒中心的一方L/2处，如图所示。
求棒在碰撞后的瞬时绕o点转动的角速度。
(细棒绕通过其端点且与其垂直的轴转动时的转动惯量为mL2/3，式中的m和L分别为棒的质量和长度。
)3-5有一质量为m i 、长为I 的均匀细棒，静止平放在滑动摩擦为□的水平桌面上，它可绕通过其端点o 且与桌面垂直的固定光滑轴转动。
另有一水平运动的质量为 m 2的小滑块，从侧面垂直于棒与棒的另一端 A 相碰撞，设碰撞时间极短。
已知小滑块在碰撞前后的速度分别为 V 1和V 2,如图所示。
求碰撞后从细棒开始转动到停止转动的过程所需的时间。
的转动惯量J=m i |2/33-6飞轮的质量 m=60kg,半径R=0.25m,绕其水平中心轴 o 转动，转速为900rev/min.现利用 一制动用的闸杆，在闸杆的一端加一竖直方向的制动力 F,可使飞轮减速。
已知闸杆的尺寸如图所示，闸瓦与飞轮之间的摩擦系数 尸0. 4,飞轮的转动惯量可按匀质圆盘计算,(1)设F=1OON ，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如要在2s 内使飞轮转速减为一半，需加多大的制动力 F?3-7 一长L = 0. 4m ,质量M=1.Okg 的均匀细木棒，由其上端的光滑水平 轴o 吊起而处于静止，如图所示。
今有一质量 m=8.0kg 的子弹以v=200m/s 的速率水平射人棒中，射人点在轴下d= 3L/4处。
求：(1)在子弹射人棒中的瞬时棒的角速度, (2)子弹射人棒的最大偏转角。
3-8 一个轻质弹簧的倔强系数 K=2.0N/m ，它的一端固定，另一端通过一条细绳绕过一个定滑轮和一个质量为 m=80g 的物体相连，如图所示。
定滑轮可看作均匀圆盘，它的质量M=100g ，半径r=0.05m 。
先用手托住物体 m ,使弹簧处于其自然长度，然后松手。
求物体 m习题3-5图m i ,l(已知棒绕0点B习题3-4图v im2习题3-6图习题3-7图0 /t j ,由此可得3-3解：(1)子弹受到的冲量为I Fdt m(v V 0)------- ----- ------------------ 布V&论叶住 --------- --------------------------下降h=0. 5m 时的速度为多大？忽略滑轮轴上的摩擦，并认为绳在轮边缘上不打滑。
第3章 刚体力学参考答案思考题3-1 答: (B ) 3-2 答: (C ) 3-3 答: (C )。
3-4 答: (C )。
3-5 答: (C )。
3-6 答: 157N m 。
3-7 答: mvd 。
3-8 答: 5.26 x 1012m 。
3-9 答: 2275kg m 2s 「； 13m/s 。
习题3 -1解：(1)各物体受力情况如图所示。
T mg ma 由上述方程组解得所以mg T T '(2r)2g/(19r)10.3rad /s(2)设B 为组合轮转过的角度，则h/r, 22习题3-1解军图1/2(2 h/r)9.08rad/s3-2 解: 开启时 假定电机产生得电磁力矩为JM M r关闭时 M r 则有M J(2)其中0 1t 1, 2t2M ，系统得阻力力矩为Mr ，则根据转动定律得:mg mg子弹对木块的冲量为 I F dt Fdt m(v o v) 3N s方向与V o 相同 (2 )根据角动量定理 Mdt l F'dt lm(v 0 v)3lm(v 0 v)mL 23-4解：碰撞前瞬时，杆对 9rad/s o 点的角动量为 3L/2 L/2v o xdx v o xdx 2 v o L 1 mv o L2, 1 3 2 3 _ 1 1 2 7, 2J m L m L mL3 4 2 4 212 由角动量守恒 7mL 2 1 6v °mv 0 L12 2 0 7L式中为杆的线密度。
碰撞后瞬时，杆对 0的角动量为 3-5解：对棒和滑块系统，在碰撞过程中, 小于滑块的冲力矩。
故可以认为合外力矩为零, 由于碰撞时间很短，所以棒所受的摩擦力矩远 系统角动量守恒，即 m 2v 2l (1) M f | m 1 x g —— 0 l dx — ggi 由角动量定理tM f dt 0 0 11 - 2m 1l 3t 2口2切v 2 由式(1),(2),(3)可得mg碰撞后棒在转动过程中所受的摩擦力矩为 3-6解：(1)设杆与轮间的正压力为 N，F(l 1 I 2) Nl 1 又由摩擦力F r N 5M由转动定律 1'1訓2,有F r R 40I 3t - -7.06s停止转动时间转过的角度 1 2 0t t253.1 2 rad (2) 030，2s 内减半，知匚07.5 rad/st0.5m, l 20.75m ，由杠杆平衡条件:v1 2 2ML 2 md 23(2)设棒的最大偏转角为，则由机械能守恒:1 21 2 2 I(md 2 ML 2) Mg 上(1 23 294o 16'3-8解：由于只有保守力作功，所以由弹簧、cos ) mgd(1 cos )滑轮和物体组成的系统机械能守恒，故有:FmR1177N则动力为3-7 解: (I 1叨 (1)由角动量守恒mvd (ML 2 /3 md 2)mvd 所以mgh 1 kh 2 v r1I4mgh 1 2 mv 2-Mr 22kh 2 M 2m1.48m/s88.8rad/sv。