大学物理(上)练习题及答案详解

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大学物理学答案(上册)

大学物理习题及解答

习题一

1-1 ｜r ∆｜与r ∆有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v

有无不同?其不同在哪里?试

举例说明．

解：（1）

∆是位移的模，∆r 是位矢的模的增量，即

r ∆1

2r r -=，

12r r r ϖ

ϖ-=∆；（2）t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t

d d . t r

d d 只是速度在径向上的分量.

∵有r r ˆr =（式中r ˆ叫做单位矢），则t ˆr

ˆt r t d d d d d d r r r += 式中t r

d d 就是速度径向上的分量，

∴t r t

d d d d 与

r 不同如题1-1图所示.

题1-1图

(3)t d d v 表示加速度的模，即

t v a d d ϖϖ=

，t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττϖϖ(v =v 表轨道节线方向单位矢），所以

t v t v t v d d d d d d ττϖϖϖ+=

式中dt dv

就是加速度的切向分量.

(

t t r d ˆd d ˆd τϖϖΘ与的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求

出r ＝22y x +，然后根据v =t r

d d ，及a ＝22d d t r 而求得结果；又有人先计算速度和加速度

的分量，再合成求得结果，即

v =2

d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =

222d d d d ⎪

大学物理课后习题答案(上册)

解：取水面为坐标原点，竖直向下为轴
跳水运动员入水速度
1-16. 一飞行火箭的运动学方程为：，其中b是与燃料燃烧速率有关的量，为燃气相对火箭的喷射速度。求：（1）火箭飞行速度与时间的关系；（2）火箭的加速度。
解：（1）
（2）
1-17. 质点的运动方程为：式中为正的常量。求：（1）质点运动的轨道方程；（2）质点的速度大小；（3）质点的加速度大小。
解：隔离物块和斜面体，画图分析力，列出方程，发现方程完备性不够，即未知数比方程数多，关键在于，M与m的运动有联系的，M沿地面运动，m沿斜面运动，这就是约束条件。取地面作为参考系，则m的运动为：
（1）
（2）
M的运动方程为：（3）
下面列出约束条件的方程：取M作为参考系，设m在其中的相对加速度为，在x,y方向的分量分别为与，那么：
利用相对运动的公式，
所以：
于是：
即：（4）
由（1）（2）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3）（4）联立，计算可得：
2-8. 圆柱形容器内装有一定量的液体，若它们一起绕圆柱轴以角速度匀速转动，试问稳定旋转时液面的形状如何？
解：受力分析如图
（1）
（2）
两式相比
当时所以
稳定旋转时液面是一个抛物面
由于旋转后成为立体，故方程变为【】
（1）
（2）
m1的运动方程为：（3）

大学基础教育《大学物理（上册）》真题练习试题附解析

姓名：______ 班级：______ 学号：______

考试须知：

1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。

2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）

1、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。

2、动量定理的内容是__________，其数学表达式可写__________，动量守恒的条件是__________。

3、图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。其中曲线（a）是________气分子的速率分布曲线；曲线（c）是________气分子的速率分布曲线。

4、一条无限长直导线载有10A的电流．在离它 0.5m远的地方它产生的磁感强度B为____________。一条长直载流导线，在离它1cm处产生的磁感强度是T，它所载的电流为____________。

5、若静电场的某个区域电势等于恒量，则该区域的电场强度为_______________，若电势随空间坐标作线性变化，则该区域的电场强度分布为 _______________。

6、一长为的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动。抬起另一端使棒向上与水平面呈60°，然后无初转速地将棒释放，已知棒对轴的转动惯量为，则

大学物理上册复习试题及试题答案

大学物理复习试题及答案

1．质点运动学及动力学练习题 (1)

质点运动学及动力学答案 (8)

2．刚体定轴转动练习题 (10)

刚体定轴转动答案 (13)

3．狭义相对论基础练习题 (14)

狭义相对论基础答案 (17)

4、振动、波动练习题 (19)

5．热学练习题 (35)

质点运动学及动力学练习题

一判断题

1．质点作圆周运动，其加速度一定与速度垂直。（） 2．物体作直线运动，法向加速度必为零。（） 3．物体作曲线运动，法向加速度必不为零，且轨道最弯处，法向加速度最大。（）

4．某时刻质点速度为零，切向加速度必为零。（） 5．在单摆和抛体运动中，加速度保持不变。（） 6．某人器自行车以速率V 向正东方向行驶，遇到由北向南刮来的风，

（设风速也为V ），则他感到风是从东北方向吹来的。（）

7．质点沿x 方向作直线运动，其 v - t 图象为一抛物线，如图所示。判断下列说法的正误：

（1）2

t t

时加速度为零。（）

（2）在0 ~ t 2 秒内的位移可用图中v – t 曲线与t 轴所围面积表示，t 轴上、下部分的面积均取正值。（）

（3）在0 ~ t 2 秒内的路程可用图中v – t 曲线与t 轴所围面积表示，t 轴上、下部分的面积均取正值。（）

8．某质点的运动方程为 x =3t -5t 3+6 (SI) ，则该质点作变加速直线运动，加速度沿X 负方向。（）

v t

t 2

t 1

t 1/2

9．物体的运动方向和合外力方向一定相同。（）

10．物体受到几个力的作用，一定产生加速度。（）

大学物理(上册)期末练习试题和参考答案

轮的角加速度分别为 A和 B ，不计滑轮轴的摩擦，则有
(A) A＝ B (B) A ＞ B (C) A ＜ B (D) 开始时 A＝ B ，以后 A＜ B ［ C ］
A
B
Mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F
5．两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别
相等，则：
(A) 两种气体分子的平均平动动能相等．
大学物理（上册）期末试卷
一．选择题
a r 1、质点作曲线运动，表示位置矢量， v表示速度，表示加速
度，S 表示路程，表示a切t 向加速度，下列表达式中，
(1) dv / d t a (2) dr / dt v
(3) dS / d t v
(4) dv / dt at
(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．
［D］
2. A、B 两木块质量分别为mA和mB，且mB＝2mA，两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平桌面上，如图所示．若用外力将
两木块压近使弹簧被压缩，然后将外力撤去，则此后两木块
运动动能之比EKA/EKB为
mA
mB
(A) 1/ 2 (B) 2 / 2 (C) 2 (D) 2
(B) 两种气体分子的平均动能相等．
(C) 两种气体分子的平均速率相等．

(完整版)大学物理练习题答案(上下)施建青

大学物理（上册）练习解答

练习1 在笛卡尔坐标系中描述质点的运动

1-1 （1）D ；（2）D ；（3）B ；（4）C 1-2 （1）8 m ；10 m ；（2）x = (y -3)2；（3）10 m/s 2，－15 m/s 2 1-3 解：（1）2192

x y =-

（2）24t =-v i j 4=-a j

（3）垂直时，则

0=r v

2(192)(24)0t t t ⎡⎤+--=⎣⎦i j i j

0t =s ，3s t =-（舍去）

1-4 解：设质点在x 处的速度为v ，

62d d d d d d 2x t

x t a +=⋅==

v v ()x x x

d 62d 02

⎰⎰+=v v v

(

)

2 2

x +=v

1-5 解： y

t y y t a d d d d d d d d v v v v === 又-=a ky ，所以

-k =y v d v / d y

d d ky y -=⎰⎰v v

2211

ky C -=+v 已知=y y 0 ，=v v 0 则

20202121ky C --=v

)(22

0202y y k -+=v v 1-6 证：

2d d d d d d d d v x

v v t x x v t v K -==⋅= d v /v =－K d x

⎰⎰-=x x K 0

d d 1

0v v v

v , Kx -=0ln v v v =v 0e

－Kx

练习2 在自然坐标系中描述质点的运动、相对运动

2-1 （1）C ；（2）A ；（3）B ；（4）D ；（5）E

2-2（1）g sin θ ，g cos θ ；（2）g /cos 0220θv ；（3）-c ，(b -ct )2/R ；（4）69.8 m/s ；（5）

大学物理(上册)课后习题及答案

解：由题知
而时， (设向上为正)
又
∴
5.11题5.11图为两个谐振动的曲线，试分别写出其谐振动方程。
解：由题5.11图(a)，∵ 时，
即：，故
由题5.11图(b)∵ 时，
时，
又，∴
故
5.12一轻弹簧的倔强系数为，其下端悬有一质量为的盘子。现有一质量为的物体从离盘底高度处自由下落到盘中并和盘子粘在一起，于是盘子开始振动。
则有：，于是
（3） (第三象限)，所以振动方程为
5.13有一单摆，摆长，摆球质量，当摆球处在平衡位置时，若给小球一水平向右的冲量，取打击时刻为计时起点，求振动的初位相和角振幅，并写出小球的振动方程。
解：由动量定理，有：
∴
按题设计时起点，并设向右为轴正向，则知时，＞0，∴
又
∴
故其角振幅：
分离变量得：，即，
因此有：，∴
⑵由得：，两边积分得：
∴
⑶质点停止运动时速度为零，，即t→∞，
故有：
⑷ 时，其速度为：，
即速度减至的 .
2.13作用在质量为10 kg的物体上的力为 N，式中的单位是s，⑴求4s后，这物体的动量和速度的变化，以及力给予物体的冲量。⑵为了使这力的冲量为200 N·s，该力应在这物体上作用多久，试就一原来静止的物体和一个具有初速度 m/s的物体,回答这两个问题。

大学物理(上册)课后习题及答案

力 F ，可使飞轮减速。已知闸杆的尺寸如题 3.11
图所示，闸瓦与飞轮之间的摩擦系数
=0.4，飞
轮的转动惯量可按匀质圆盘计算。试求：
⑴ 设 F ＝ 100 N ，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 如果在 2s
内飞轮转速减少一半，需加多大的力 F ?
3
解：∴ 先作闸杆和飞轮的受力分析图 (如图 (b)) 。图中 N 、N 是正压力， Fr 、 Fr 是摩擦力， F x 和 F y 是杆在 A 点
t =0 时质点的速度为 v0 ，证明： ⑴ t 时刻的速度为 v =v 0e m ；⑵ 由0到 t 的
时间内经过的距离为
k
x ＝(
mv 0
)［ 1- e
( )t
m ］；⑶停止运动前经过的距离为
k
v 0( m ) ；⑷当 t k
m
时速度减至
k
v 0 的 1 ，式中 m为质点的质量。 e
解： f kv ， a f m kv m
l1 l 2 F l1
又 ∴ I 1 mR2， ∴ 2
Fr R
2 (l1 l 2 ) F
∴
I
mRl1
以 F 100 N 等代入上式，得：
方向相反。
2 0.40 (0.50 0.75) 100
60 0.25 0.50

大学物理上册作业详细答案

练习2 时间、空间与运动学

2.5已知质点沿x轴的运动方程x = f ( t), 怎样求其位移和路程?现有一质点按x= 3 t 2 - t 3 m 的规律运动。试求:

(1) 画出x—t图;

(2) 最初4s 内的位移;

(3) 最初4s 内的路程。

[分析与解答]在直线运动中，当确定了坐标x的正方向后，位移可由始、末两点的坐标之差来计算，即，其数值只与始末位置有关，并且可以是正值（位移与x轴正方向相同），也可以是负值（位移方向与x轴正方向相反）；而路程是质点所走过路径的长度，它不仅与始末位置有关，而且与实际路径有关，并且总是正值。一般来说只有在单向直线运动中（无反向点）两者数值相同，但在有反向的直线运动中，两者数值就不相同了。

（1）

各时刻的数值如表所示。

则x—t曲线如题2.5图所示。

（2）最初4s是指从t=0到t=4s的时间间隔，其位移为

式中负号表示位移的方向与x轴正方向相反。若写成矢量式为

(3)求路程时，应首先看有无速度反向点，若有，应求出速度反向的时刻和位置。

由

令v=0，得t=2s,此时刻 v=0,a=-12,即为反向点。此时的位置。

则最初4s内的路程

由以上计算表明：位移与路程是两个不同的概念。

2.9通过阅读、研究本章例题, 小结一下求解平均速度与瞬时速度的方法。今有一质点沿y 轴的运动方程为y = 10 - 5 t2 m, 试求:

( 1) 1s～1.1s,1s～1.01s,1s～1.000 01s 各时间间隔的平均速度;

( 2) 当t = 1s 时的速度;

( 3) 通过上述计算, 如何领会瞬时速度和平均速度的关系与区别?

大学物理(上)练习题及答案详解

大学物理学(上)练习题

第一编力学第一章质点的运动

1．一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为,v

瞬时速率为v ，平均速率为,v 平均

速度为v

，它们之间如下的关系中必定正确的是

(A) v v ≠，v v ≠； (B) v v =，v v ≠；

6x t t =-(SI)，则在t 由0到4s 的时间间隔内，质点位移的大小为，质点走过的路程为。

3．一质点沿x 轴作直线运动，在t 时刻的坐标为23

4.52x t t =-（SI ）。试求：质点在（1）第2秒内的平均速度；（2）第2秒末的瞬时速度；（3）第2秒内运动的路程。

4．灯距地面的高度为1h ，若身高为2h 的人在灯下以匀速率

v 沿水平直线行走，如图所示，则他的头顶在地上的影子M 点沿地面移动的速率M v = 。

5．质点作曲线运动，r

表示位置矢量，s 表示路程，t a 表示切向加速度，下列表达式（1）

dv a dt =，（2）dr v dt =，（3）ds v dt =，（4）||t dv a dt

=. （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. [ ]

6．对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的。

（A ）切向加速度必不为零；（B ）法向加速度必不为零（拐点处除外）；

（C ）由于速度沿切线方向；法向分速度必为零，因此法向加速度必为零；（D ）若物体作匀速率运动，其总加速度必为零；

大学物理上部分试题及答案

第一章质点运动学

一、填空题

1. 一质点作半径为R 的匀速圆周运动，在此过程中质点的切向加速度的方向改变，法向加速度的大小不变。（填“改变”或“不变”）

2. 一质点作半径为 0.1 m 的圆周运动，其角位移随时间t 的变化规律是

= 2

+ 4t 2 (SI)。在t =2 s 时，它的法向加速度大小a n =_______25.6_______m/s 2；切向

加速度大小a t =________0.8______ m/s 2。

3. 一质点在OXY 平面内运动,其运动方程为22,192x t y t ==-,则质点在任意时刻的速

度表达式为 j t i

42-=ν ；加速度表达式为j a

4-=。

4、沿半径为R 的圆周运动，运动学方程为 212t θ=+ (SI) ，则ｔ时刻质点的法向加速度大小为a n =（ 16 R t 2 ）；角加速度β=（ 4 rad /s 2 ）（1 分）．

5. 一质点作半径为 0.1 m 的圆周运动，其角位置的运动学方程为：2

14πt +=θ，则其切向加速度大小为t a =______0.1______2m s -⋅, 第1秒末法向加速度的大小为n

a =______0.1______2m s -⋅.

6．一小球沿斜面向上作直线运动，其运动方程为：245t t s -+=，则小球运动到最高点的时刻是t =___2___s .

7、一质点在OXY 平面内运动,其运动方程为22,192x t y t ==-,则质点在任意时刻的速

度表达式为（ j t i

42-=ν ）；加速度表达式为（ j a

山东理工大学_大学物理上_练习题册及答案

[ D ]2. 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，光的速率与光的频率、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度都相同。其中哪些说法是正确的？ (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。 [ A ]3. 宇宙飞船相对于地面以速度 v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部
4. 设快速运动介子的能量约为 E 3000 MeV ，而这种介子在静止时的能量为 E0 100M e V 。若这种介子的固有寿命是 0 2 10 s ，求它运动的距离(真空中光速度 c 2 .9979 10 8 m s -1 )。
（2） 50 s 内人走的路程为 S=30+10+18=58
(m)，所以平均速率为
h1 v。 h 1 h2
v
S 58 1.16 t 50
2. 如图 1－3 所示，在离水面高为 h 的岸上，有人用绳拉船靠岸，船在离岸边 x 处。当人以 v 0 的速率收绳时，试问船的速度、加速度的大小是多少?并说明小船作什么运动。
2
-1-
则其切向加速度以路程 S 来表示的表达式为
a
t
= 2 s (1 s ) (

大学物理课后习题答案(上)

《大学物理》练习题No .1电场强度

班级 ___________ 学号 ___________ 姓名 ___________ 成绩 ________

说明：字母为黑体者表示矢量

一、

选择题

1．关于电场强度定义式E = F /q 0，下列说法中哪个是正确的？ [ B] (A) 场强E 的大小与试探电荷q 0的大小成反比；

(B) 对场中某点，试探电荷受力F 与q 0的比值不因q 0而变； (C) 试探电荷受力F 的方向就是场强E 的方向； (D) 若场中某点不放试探电荷q 0，则F = 0，从而E = 0.

2．如图1.1所示，在坐标(a , 0)处放置一点电荷+q ，在坐标(-a ,0)处放置另一点电荷-q ，P 点是x 轴上的一点，坐标为(x , 0).当x >>a 时，该点场强的大小为： [ D](A)

x q

04πε.(B)

04x q

πε.

02x

qa πε(D) 30x qa πε. 3．图1.2所示为一沿x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为+λ ( x < 0)和-λ ( x > 0)，则xOy 平面上(0, a )点处的场强为:

[ A] (A ) i a

02πελ

(B) 0.

(C)

i a 04πελ

(D) )(40j +i a

πελ

4. 真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图1.3所示，

布图线应是(设场强方向向右为正、向左为负) ? [ D ]

5.在没有其它电荷存在的情况下,一个点电荷q 1受另一点电荷 q 2的作用力为f 12 ,当放入第三个电荷Q 后,以下说法正确的是

大学物理学(上)第三版习题答案

习题解答

习题一

1-1 ｜r ∆｜与r ∆ 有无不同?

t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t

d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明．解：（1）

r ∆是位移的模，∆r 是位矢的模的增量，即r ∆12r r -=，12r r r

-=∆；

（2）

t d d r 是速度的模，即t d d r ==v t

d d .

d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ˆr =（式中r ˆ叫做单位矢），则

ˆr ˆt r t d d d d d d r

r r +=

式中

d d 就是速度径向上的分量， ∴

t d d d d 与r 不同如题1-1图所示.

题1-1图

(3)t d d v 表示加速度的模，即t v a d d =，t

v d d 是加速度a 在切向上的分量.

∵有ττ

(v =v 表轨道节线方向单位矢），所以

t v t v d d d d d d τ

+= 式中

dt dv

就是加速度的切向分量. (t

t r d ˆd d ˆd τ 与

的运算较复杂，超出教材规定，故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r ＝2

2y x +，然

后根据v =t

d d ，及a ＝22d d t r 而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即

2d d d d ⎪⎭

⎫

⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =

22222d d d d ⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 你认为两种方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？

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