大学物理实验课后答案
大学物理实验课后题答案
近代物理
1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值？为什么？
答：不可以。因为一次测量随机误差较大，多次测量可减少随机误差。
2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘，放在下圆盘上，并使中心一致，讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定？说明理由。
答：当两个圆盘的质量为均匀分布时，与空载时比较，摆动周期将会减小。因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时，其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘，根据公式(3-1-5)，摆动周期T0将会减小。
3. 三线摆在摆动中受空气阻尼，振幅越来越小，它的周期是否会变化？对测量结果影响大吗？为什么？
答：周期减小，对测量结果影响不大，因为本实验测量的时间比较短。
实验2 金属丝弹性模量的测量
1. 光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度?
答：优点是：可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为2D/b。
2. 何谓视差，怎样判断与消除视差?
答：眼睛对着目镜上、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。
3. 为什么要用逐差法处理实验数据?
答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差，具有对数据取平均的效果。因为对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差的平均值。
大学物理实验--唐文强-韦名德-杨端翠等编(课后练习题目和答案)
物理实验部分习题参考答案：
一、题目：
⒈按照误差理论和有效数字运算规则改正错误：
⑴ cm 02.0345.10）（±=d
⑵ s 5.40.85）（±=t
⑶ 2911N/m )1079.51094.1(⨯±⨯=Y
⑷ m 2mm 2000=
⑸ 5625.125.12=
⑹ 233101)00.6(6
1
61⨯===ππd V
⑺ 6000006.116.121500400=-⨯
3. 按有效数字运算规则计算下列各式：
⑴ =++6386.08.7537.343
⑵ =--54.76180.845.88
⑶ =⨯+-⨯25100.10.51092.6
⑷ =÷⨯0.17155.32.91
⑸ =÷-+001.2)47.0052.042.8(
⑹ =⨯⨯0.3001.32π
⑺ =÷-22.100)230.10025.100(
⑻ =+--⨯)
001.000.1)(0.3103()3.163.18(00.50 5.计算下列数据的算术平均值、标准偏差及平均值的标准偏差，正确表达测量结果（包括计算相对误差）。
⑴ cm /i l ：3.4298，3.4256，3.4278， 3.4190，3.4262，3.4234，3.4263，3.4242，3.4272，
3.4216;
⑵ s /i t :1.35，1.26，1.38，1.33，1.30，1.29，1.33，1.32，1.32，1.34，1.29，1.36； ⑶ g /i m ：21.38，21.37，21.37，21.38，21.39，21.35，21.36。
6.用算术合成法求出下列函数的误差表达式（等式右端未经说明者均为直接测得量，绝对误差或相对误差任写一种）。
大学物理实验课后习题答案
一牛顿环的各环是否等宽?密度是否均匀?解释原因?
因为环是由空气劈上下表面反射的两束光叠加干涉形成的。劈的上表面变化在横向是不均匀的，故光程差也不是均匀变化的。所以各环是不等宽的环的密度也不是均匀的。各环不等宽，半径小的环宽，越到外边越窄，密度是不均匀的,牛顿环的半径公式是：半径r等于根号下(m+1/2)λR，其中m为环的级数。从公式可以看出，半径和环数并不是线性关系，这样环自然不均匀。计算可以知道，越往外环越密。
二牛顿环的干涉圆环是由哪两束相干光干涉产生的?
半凸透镜下表面和下底面上表面的两束反射光
三电桥由哪几部分组成?电桥平衡的条件?
由电源、开关、检流计桥臂电阻组成。
平衡条件是Rx=(R1/R2)R3
四接通电源后,检流计指针始终向一边偏转,试分析出现这种情况的原因?
指针向一侧偏转就说明发生了电子的定向移动了，这个应该没问题。 指针不偏转，有2种情况吧，其1呢是整个电路发生了断路或其他故障，还1种情况则是流过的电流太小，不足于使电表发生偏转或其偏转的角度肉眼根本看不到。
无论如何调节，检流计指针都不动，电路中可能出现故障是调节臂电阻断路或短路。。无论如何调节，检流计指针始终像一边偏而无法平衡，电路中有可能出现故障是有一个臂（非调节臂）的电阻坏了。（断路或短路）
五什么叫铁磁材料的磁滞现象?
铁磁物质经外磁场磁化到饱和以后，把磁场去掉。这些物质仍保留有剩余磁化强度。需要反方向加磁场才能把这剩余磁化强度变为零。这种现象称为铁磁的磁滞现象。也是说，铁磁材料的磁状态，不仅要看它现在所处的磁场条件；而且还要看它过去的状态。
大学物理实验作业答案(全部)
教育技术专业《大学物理实验》课后部份习题答案
控制电路的研究（PASCO 综合性实验）
1．在限流和分压实验中，当连接完电路准备通电前，应使滑动头C 移到哪一端？为什么？（P191思考题） 答：如图1所示，在限流实验中，当连接完电路准备通电前，应使滑动头C 移到B 端，使限流有效电阻最大，可让回路中电流从小变到大。
如图2所示，在分压实验中，当连接完电路准备通电前，应使滑动头C 移到A 端，使分压有效电阻最小，可控制电压从小变到大。
2． 有人说，分压电路是用来控制电压，限流电路是用来控制电路电流的，你认为这种说法对吗？（P191思考题）
答：这种说法太片面。因为，分压电路控制范围：V 是0E →，I 是0
0E R →。限流电路控制范围：V 是00R E E R R →+，I 是00
E E R R R →+。所以，无论是分压还是限流控制电流，都能进行控制电路的电压和电流，只是在具体电路中，控制程度不同。
霍尔效应效应及其磁场的测量
1、什么是霍尔效应？采用霍尔效应测量磁场时，要测量哪些物理量？
答：①导体或半导体薄膜材料在外加电场作用下，载流子产生定向运动，运动的电荷在磁场中受到洛仑兹力作用使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，所以偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场，这种现象就是霍尔效应。
②霍尔电压B I K U S H H =，对于一定的霍尔元件，其灵敏度H K 是一个常量，已测量；因此，采用霍尔效应测量磁场时，需要测量霍尔电流S I 和对应的磁感应强度B 两个物理量。
2、使用霍尔效应测量磁场时，如何消除其副效应的影响？
大学物理课后习题答案第四章
第四章机械振动
4．1一物体沿x 轴做简谐振动，振幅A = 0.12m ，周期T = 2s ．当t = 0时，物体的位移x = 0.06m ，且向x 轴正向运动．求：
（1）此简谐振动的表达式；
（2）t = T /4时物体的位置、速度和加速度；
（3）物体从x = -0.06m ，向x 轴负方向运动第一次回到平衡位置所需的时间． [解答]（1）设物体的简谐振动方程为x = A cos(ωt + φ)，其中A = 0.12m ，角频率ω = 2π/T = π．
当t = 0时，x = 0.06m ，所以cos φ = 0.5，因此φ = ±π/3． 物体的速度为v = d x /d t = -ωA sin(ωt + φ)．
当t = 0时，v = -ωA sin φ，由于v > 0，所以sin φ< 0，因此：φ = -π/3．
简谐振动的表达式为：x = 0.12cos(πt – π/3)．
（2）当t = T /4时物体的位置为;x = 0.12cos(π/2 – π/3) = 0.12cosπ/6 = 0.104(m)． 速度为；v = -πA sin(π/2 – π/3) = -0.12πsinπ/6 = -0.188(m·s -1)．
加速度为：a = d v /d t = -ω2A cos(ωt + φ)= -π2A cos(πt - π/3)= -0.12π2cosπ/6 = -1.03(m·s -2)． （3）方法一：求时间差．当x = -0.06m 时，可得cos(πt 1 - π/3) = -0.5， 因此πt 1 - π/3 = ±2π/3．
大学物理实验课后题答案.
近代物理
1. 是否可以测摆动一次的时间作周期值?为什么?
答:不可以。因为一次测量随机误差较大,多次测量可减少随机误差。
2. 将一半径小于下圆盘半径的圆盘,放在下圆盘上,并使中心一致,讨论此时三线摆的周期和空载时的周期相比是增大、减小还是不一定?说明理由。
答:当两个圆盘的质量为均匀分布时,与空载时比较,摆动周期将会减小。因为此时若把两盘看成为一个半径等于原下盘的圆盘时,其转动惯量I0小于质量与此相等的同直径的圆盘,根据公式(3-1-5,摆动周期T0将会减小。
3. 三线摆在摆动中受空气阻尼,振幅越来越小,它的周期是否会变化?对测量结果影响大吗?为什么?
答:周期减小,对测量结果影响不大,因为本实验测量的时间比较短。
实验2 金属丝弹性模量的测量
1. 光杠杆有什么优点,怎样提高光杠杆测量的灵敏度?
答:优点是:可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离D 或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离b,可以提高灵敏度,因为光杠杆的放大倍数为2D/b。
2. 何谓视差,怎样判断与消除视差?
答:眼睛对着目镜上、下移动,若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移,这种现象叫视差,细调调焦手轮可消除视差。
3. 为什么要用逐差法处理实验数据?
答:逐差法是实验数据处理的一种基本方法,实质就是充分利用实验所得的数据,减少随机误差,具有对数据取平均的效果。因为对有些实验数据,若简单的取各次测量的平均值,中间各测量值将全部消掉,只剩始末两个读数,实际等于单次测量。为了保持多次测量的优越性,一般对这种自变量等间隔变化的情况,常把数据分成两组,两组逐次求差再算这个差的平均值。
(完整版)大学物理课后习题答案详解
r r r r r r r
r
、
⎰ dt
⎰
0 dx = ⎰ v e
⎰
v v
1
1
2
2
v v d t
v v d t
v
g 2 g h d t
dt [v 2 + ( g t ) 2 ] 12 (v 2 + 2 g h ) 12
第一章质点运动学
1、(习题 1.1)：一质点在 xOy 平面内运动，运动函数为 x = 2 t, y = 4 t 2 - 8 。（1）求质点 的轨道方程；（2）求 t = 1 s 和 t = 2 s 时质点的位置、速度和加速度。
解：（1）由 x=2t 得，
y=4t 2-8
可得： r y=x 2-8
r 即轨道曲线
（2）质点的位置 ： r = 2ti + (4t 2 - 8) j
r r r
r r 由 v = d r / d t 则速度： v = 2i + 8tj
r r r
r 由 a = d v / d t 则加速度： a = 8 j
r
r r r r r r r 则当 t=1s 时，有 r = 2i - 4 j , v = 2i + 8 j , a = 8 j r
当 t=2s 时，有
r = 4i + 8 j , v = 2i +16 j , a = 8 j 2 （习题 1.2）： 质点沿 x 在轴正向运动，加速度 a = -kv ， k 为常数．设从原点出发时速
度为 v ，求运动方程 x = x(t ) .
解：
dv = -kv
dt v
1 v 0 v
d v = ⎰ t - k dt 0
v = v e - k t
dx x
= v e -k t
0 t
0 -k t d t x = v
0 (1 - e -k t )
2大学物理实验 课后答案(王小平 著) 机械工业出版社
上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速与角位移成正比，且方向相反。
θ = A cos(ωt + ϕ ) 此方程的解为： 式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为：
T=
由（3）式得：
I 2π = 2π ω K
KT 2 4π 2
（3）
I=
可见只要知道弹簧扭转常数，测得物体扭摆的摆动周期，便可确定物体的转动惯量 I。 3.2 弹簧扭转常数测量方法 本实验利用公式法先测得圆柱体的转动惯量，再用扭摆测出载物盘的摆动周期 T1，再把 圆柱体放到载物盘上，测出此时的摆动周期 T2，分别代入（4）式，整理得：
根据图 1 可以得到：
2 2 ( BC ) − (BC1 ) =
BC + BC1
(BC )2 = ( AB )2 − ( AC )2
从图 2 可以看到： 根据余弦定律可得
= l 2 − (R − r )
2
( A1C1 )2 = (R 2 + r 2 − 2Rr cosθ 0 ) (BC1 )2 = ( A1 B )2 − ( A1C1 )2 = l 2 − (R 2 + r 2 − 2 Rr cosθ 0 ) 所以有：
X=25.00cm 59.95 59.90 59.98 59.95
9 实验结果检查方法
卡尺最后一位是偶数，圆柱体的直径 9.970 左右； 转动惯量与距离的平方成正比。
大学物理课后习题及答案
习 题 二
2-1 质量为m 的子弹以速率0v 水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小与速度成正比，比例系数为k ，忽略子弹的重力，求：(1)子弹射入沙土后，速度大小随时间的变化关系； (2)子弹射入沙土的最大深度。
[解] 设任意时刻子弹的速度为v ，子弹进入沙土的最大深度为s ，由题意知，子弹所受的阻力 f = - kv
(1) 由牛顿第二定律 t v m
ma f d d == 即 t
v
m kv d d ==-
所以 t m k
v v d d -=
对等式两边积分 ⎰⎰-=t
v v t m k v v 0
d d 0
得 t m
k
v v -=0ln
因此 t m k
e
v v -=0
(2) 由牛顿第二定律 x v
mv t x x v m t v m ma f d d d d d d d d ==== 即 x v
mv kv d d =-
所以 v x m
k
d d =-
对上式两边积分 ⎰⎰=-00
0d d v s
v x m k
得到 0v s m
k
-=-
即 k
mv s 0
=
2-2 质量为m 的小球，在水中受到的浮力为F ，当它从静止开始沉降时，受到水的粘滞阻力为f ＝kv (k 为常数)。若从沉降开始计时，试证明小球在水中竖直沉降的速率v 与时间的关系为
[证明] 任意时刻t 小球的受力如图所示，取向下为y 轴的正
方向，开始沉降处为坐标原点。由牛顿第二定律得
即 t
v
m ma kv F mg d d ==--
整理得
m
t
kv F mg v d d =-- 对上式两边积分
⎰⎰=--t v
m
t kv F mg v
大学物理课后习题答案(第十章) 北京邮电大学出版社
习题十
10-1 一半径r =10cm 的圆形回路放在B =0.8T 的均匀磁场中．回路平面与B
垂直．当回路
半径以恒定速率t r
d d =80cm ·s -1
收缩时，求回路中感应电动势的大小．
解: 回路磁通 2
πr B BS m ==Φ
感应电动势大小
40
.0d d π2)π(d d d d 2====
t
r
r B r B t t m ΦεV 10-2 一对互相垂直的相等的半圆形导线构成回路，半径R =5cm ，如题10-2图所示．均匀磁
场B =80×10-3
T ，B 的方向与两半圆的公共直径(在Oz 轴上)垂直，且与两个半圆构成相等
的角α当磁场在5ms 内均匀降为零时，求回路中的感应电动势的大小及方向．
解: 取半圆形cba 法向为i
， 题10-2图
则
αΦcos 2π21
B R m
=
同理，半圆形adc 法向为j
，则
αΦcos 2π2
2
B R m
=
∵ B 与i 夹角和B 与j
夹角相等，
∴ ︒
=45α
则
αΦcos π2
R B m = 2
21089.8d d cos πd d -⨯-=-=Φ-
=t
B
R t m αεV 方向与cbadc 相反，即顺时针方向．
题10-3图
*10-3 如题10-3图所示，一根导线弯成抛物线形状y =2ax ，放在均匀磁场中．B 与xOy 平
面垂直，细杆CD 平行于x 轴并以加速度a 从抛物线的底部向开口处作平动．求CD 距O 点为y 处时回路中产生的感应电动势．
解: 计算抛物线与CD 组成的面积内的磁通量
⎰
⎰=-==a
y
m y B x x y B S B 0
2
3
2
322d )(2d 2ααΦ
大学物理实验杨繁荣课后答案
大学物理实验杨繁荣课后答案
1、77．小明研究液体密度时，用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体，并绘制出总质量m与液体体积V的关系图象如图所示，由图象可知（）[单选题] *
A．容器的质量是40kg
B．甲液体的密度是5g/cm3
C．乙液体的密度是0g/cm3(正确答案)
D．密度是0g/cm3 的液体的m﹣V图象应位于Ⅲ区域
2、3．物体的速度很大，则F合很大．[判断题] *
对
错(正确答案)
3、3．空间站以恒定的速率绕地球转动：因为空间站速度大小不变，所以加速度为零．[判断题] *
对
错(正确答案)
4、1．将石块竖直上抛至最高点时v＝0，是平衡状态．[判断题] *
对
错(正确答案)
5、符合安全全用电要求的是（）[单选题]
A．及时更换使用年限过长的电线，防止绝缘皮破损或老化，造成短路(正确答案)
B．一旦发生触电事故，施救人员首先要马上用手拉开触电伤员
C．使用试电笔时，手不能接触笔尾的金属体
D．检修家庭电路双手操作时，人的双脚站在绝缘体上就肯定不会发生触电事故
6、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
7、71．晓阳同学在做测量密度实验时，分别测量了A、B两种不同物质的密度，并绘制了m﹣V图像，如图所示，下列说法不正确的是（）[单选题] *
A．A物质的密度ρA＝5g/cm3
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1
1-1. 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 ωt
sin R y
ω消去t 可得轨道方程
2
2
2
R
y
x
2
）
j
r v
t Rcos sin ωωt ωR ωdt
d i
R
ωt ωR ω
t ωR ωv
2
1
2
2
])cos ()sin [(1-2. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为
j i
r )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 i
r
)t 23
(t 42可知
2
t 4x t
23
y
消去t 得轨道方程为：2
)
3y
(x
2
）j
i
r v 2t 8dt
d j
i
j i v r 24)dt
2t 8(dt
10
1
Δ
3
）j
v 2(0)
j
i
v 28(1)
1-3. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为
j i
r 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）j
i r v
2t 2dt
d i
v a
2dt
d 2）2
1
2
2
1
2
)
1t
(2]
4)t 2[(v
1
t
t 2dt
dv a 2
t
2
22
21
n
t
a a
a
t 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。
大学物理实验课后答案
（1）利用f=(D+d)(D-d)/4D 测量凸透镜焦距有什么优点？
答这种方法可以避免透镜光心位置的不确定而带来的测量物距和像距的误差。（2）为什么在本实验中利用1/u+1/v=1/f 测焦距时，测量u和v都用毫米刻度的米尺就可以满足要求？设透镜由于色差和非近轴光线引起的误差是1％。
答设物距为20cm，毫米刻度尺带来的最大误差为0.5mm，其相对误差为0.25％，故没必要用更高精度的仪器。
（3）如果测得多组u，v值，然后以u+v为纵轴，以uv为横轴，作出实验的曲线属于什么类型，如何利用曲线求出透镜的焦距f。
答直线；1/f为直线的斜率。
（4）试证：在位移法中，为什么物屏与像屏的间距D要略大于4f？
由f=(D+d)(D-d)/4D → D2-4Df=d2→ D(D-4f)=d2 因为d>0 and D>0 故
D>4f
1.避免测量u、ν的值时，难于找准透镜光心位置所造成的误差。
2.因为实验中，侧的值u、ν、f都相对较大，为十几厘米到几十厘米左右，而误差为1%，即一毫米到几毫米之间，所以可以满足要求。
3.曲线为曲线型曲线。透镜的焦距为基斜率的倒数。
①当缝宽增加一倍时,衍射光样的光强和条纹宽度将会怎样变化?如缝宽减半,又怎样改变?
答:
a增大一倍时, 光强度↑；由a=Lλ/b ，b减小一半
a减小一半时, 光强度↓；由a=Lλ/b ，b增大一倍。
②激光输出的光强如有变动,对单缝衍射图象和光强分布曲线有无影响?有何影响?
答:由b=L λ/a.无论光强如何变化,只要缝宽不变,L 不变,则衍射图象的光强分布曲线不变 (条纹间距b 不变)；整体光强度↑ 或者 ↓。
大学物理实验第二版课后作业参考答案---清华大学出版社
《误差理论》作业参考答案
1、（1）74.63±0.05cm 或 746.3±0.5mm （2） 7.25±0.01cm 或 72.5±0.1mm （3）42.6 ±0.2s （4）27.6 ±0.2℃（5）2.734±0.001v
2、（1）2位 （2）7位（3）5位（4）6位（5）5位（6）2位
3、(1) 299300=2.99300510⨯；983±4=()21004.083.9⨯±；0.00400=4.00310-⨯
0.004521±0.000001=()310001.0521.4-⨯±；32476510⨯=3.2476910⨯； (2) 15.48g =1.548mg 410⨯=1.548Kg 210-⨯
(3) m =312.670±0.002Kg =(3.1267±0.00002)510⨯g =(3.12670±0.00002)mg 810⨯ (4) =t 17.9±0.1S =0.298±0.002min =(2.98±0.02)×10-1
min 4、（1）N=10.8±0.2cm
（2）首位数码“0”不是有效数字，未位数码“0”是有效数字，正确答案是四位有效数字。 （3）28cm =2.8mm 210⨯ 280mm =28.0cm （4）L=（3.8±0.2）mm 410⨯
（5）0.0221⨯0.0221=“0.00048841”≈0.000488
（6）
31010.460
.1160.121500
400⨯≈⨯⨯ 5、（1）X =81(4.113+4.198+4.152+4.147+4.166+4.154+4.132+4.170)=8
大学物理实验教程课后答案
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【篇一：大学物理实验教材课后思考题答案】
txt>一、转动惯量：
1．由于采用了气垫装置，这使得气垫摆摆轮在摆动过程中受到的空气粘滞阻尼力矩降低至最小程度，可以忽略不计。但如果考虑这种阻尼的存在，试问它对气垫摆的摆动（如频率等）有无影响？在摆
轮摆动中，阻尼力矩是否保持不变？
答：如果考虑空气粘滞阻尼力矩的存在，气垫摆摆动时频率减小，振幅会变小。（或者说
对频率有影响，对振幅有影响）
在摆轮摆动中，阻尼力矩会越变越小。
2．为什么圆环的内、外径只需单次测量？实验中对转动惯量的测量精度影响最大的是哪些因素？
答：圆环的内、外径相对圆柱的直径大很多，使用相同的测量工具
测量时，相对误差较小，
故只需单次测量即可。（对测量结果影响大小）
实验中对转动惯量测量影响最大的因素是周期的测量。（或者阻尼
力矩的影响、摆轮是否正常、平稳的摆动、物体摆放位置是否合适、摆轮摆动的角度是否合适等）3．试总结用气垫摆测量物体转动惯量的方法有什么基本特点？
答：原理清晰、结论简单、设计巧妙、测量方便、最大限度的减小
了阻尼力矩。
三、混沌思考题
1.
有程序（各种语言皆可）、k值的取值范围、图 +5分有程序没有k值范围和图 +2分只有k值范围 +1分有图和k值范围+2分
2.（1）．混沌具有内在的随机性：从确定性非线性系统的演化过程看，它们在混沌
区的行为都表现出随机不确定性。然而这种不确定性不是来源于外
部环境的随机因素对系统运动的影响，而是系统自发产生的（2）．混沌具有分形的性质（3）．混沌具有标度不变性（4）．混沌现象还具有对初始条件的敏感依赖性：对具有内在随机性的混沌系统而言，从两个非常
大学物理课后习题答案(高教版 共三册)
第四章 角动量守恒与刚体的定轴转动
1、一水平的匀质圆盘，可绕通过盘心的铅直光滑固定轴自由转动，圆盘质量为M ，半径为R ，对轴的转动惯量2/2
mR
I =，当圆盘以角速度0
ω
转动时,有一质量为m 的子弹沿盘的
直径方向射入而嵌在盘的边缘上，子弹射入后，圆盘的角速度为多少？ 解：子弹与圆盘组成的系统所受合外力矩为零，系统角动量守恒，有
m
M M ：mR MR MR Rmv
I I 22
12
10
2
20
2
+=
+=
+=ω
ωωωωωω故
2、如图所示，A 和B 两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为2
10kgm
I A =和2
20kgm I B =，开始时，A 轮转速为min /600rev ，B 轮静止，C 为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计，A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连，当C 的左右组件啮合时，B 轮加速而A 轮减速，直到两轮的转速相等为止。设轴光滑，求：（1）两轮啮合后的转速n 。（2）两轮各自所受的冲量矩。
解：选A 、B 两轮为系统，合外力矩为零，系统角动量守恒：
()分
转/2002/9.200==
=+=
=+=+π
ω
ωωω
ω
ω
ω
n s rad I I
I I I
I I B
A
A
A B
B A
B
B A
A
A 轮所受的冲量矩：
()()
()()
方向相同
方向与轮所受的冲量矩
方向相反
负号表示与
A B
B B A A
A
A
s m N I dt M
B s m N I dt M
ωωωωω
ω
⋅⋅⨯=-=⋅⋅⨯-=-=⎰
⎰
2
2
10
19.410
19.4
3、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点)，用一长为L的轻质刚性细杆相连，系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动，已知O 轴离质量为2m的质点的距离为3
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实验一霍尔效应及其应用
【预习思考题】
1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。
2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？
以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。
3．本实验为什么要用3个换向开关？
为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电
流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】
1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？
若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。
2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？
误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
实验二声速的测量
【预习思考题】
1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？
答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交
变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。换能器S2作为声波的接收器是利用了压电材料的压电效应，空气的振动使压电陶瓷环片发生机械形变，从而产生电场，把声信号转变成了电信号。
【分析讨论题】
1. 为什么接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值？
答：两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。其驻波方程
为
A（x）为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时，媒质中的压强也随着时间和位置发生变化，所以也常用声压P描述驻波。声波为疏密波，有声波传播的媒质在压缩或膨胀时，来不及和外界交换热量，可近似看作是绝热过程。气体做绝热膨胀，则压强减小；做绝热压缩，则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹，此处可看作既未压缩也未膨胀，则声压为零，媒质体元位移为零处为波节，此处压缩形变最大，则声压最大。由此可知，声波在媒质中传播形成驻波时，声压和位移的相位差为。令P（x）为驻波的声压振幅，驻波的声压表达式为
波节处声压最大，转换成电信号电压最大。所以接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值。
2. 用逐差法处理数据的优点是什么？
答：逐差法是物理实验中处理数据的一种常用方法，是对等间隔变化的被测物理量的数据，进行逐项或隔项相减，来获得实验结果的数据处理方法。逐差法进行数据处理有很多优点，可以验证函数的表达形式，也可以充分利用所测数据，具有对数据取平均的效果，起到减小随机误差的作用。本实验用隔项逐差法处理数据，减小了测量的随机误差。
实验三衍射光栅
【预习思考题】
1. 如何调整分光计到待测状态?
答：（1）调节望远镜适合接收平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；
（2）平行光管能发出平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；
（3）载物台的台面垂直于仪器中心轴。
2. 调节光栅平面与入射光垂直时，为什么只调节载物台调平螺钉b、c，而当各级谱线左右两侧不等高时，又只能调节载物台调平螺钉a？
答：调节光栅平面与入射光垂直时，光栅放在载物台调平螺钉b、c的垂直平分线上，望远镜和平行光管已调好，调节载物台调平螺钉a不能改变光栅面与入射光的夹角，只能调节螺钉b或c使光栅面反射回来的“+”字像与分划板上“”形叉丝的上十字重合，此时光栅平面与入射光垂直。
当各级谱线左右两侧不等高时，说明光栅刻线与载物台平面不垂直，调节b、c破坏入射光垂直光栅面，只调节a即可使各级谱线左右两侧等高。
【分析讨论题】
1. 利用本实验的装置如何测定光栅常数？
答：与实验步骤一样，调出光谱线，已知绿光波长m，测量一级（）绿光衍射角，根据光栅方程，可计算出光栅常数d 。
2. 三棱镜的分辨本领,b是三棱镜底边边长，一般三棱镜约为1000cm-1。问边长多长的三棱镜才能和本实验用的光栅具有相同的分辨率？
解：已知：实验测得=27000，cm-1 求b。
由得b= (cm)
答：略。
实验四多用电表的设计与制作
【分析讨论题】
1．校准电表时，如果发现改装表的读数相对于标准表的读数都偏高或偏低，即总向一个方向偏，试问这是什么原因造成的？欲使有正有负（合理偏向）应采取什么措施？
分流电阻或分压电阻的阻值不符合实际情况，导致读数都偏高或偏低。欲使有正有负（合理偏向）应选择合适的分流电阻或分压电阻。
2．证明欧姆表的中值电阻与欧姆表的内阻相等。
满偏时（因Rx=0）
半偏时
可得中值电阻综合内阻
实验五迈克耳孙干涉仪的调整与使用
【预习思考题】
1．迈克尔孙干涉仪是利用什么方法产生两束相干光的？
答：迈克尔孙干涉仪是利用分振幅法产生两束相干光的。
2．迈克尔孙干涉仪的等倾和等厚干涉分别在什么条件下产生的？条纹形状如何？随M1、M2’的间距d如何变化？
答：（1）等倾干涉条纹的产生通常需要面光源，且M1、M2’应严格平行；等厚干涉条纹的形成则需要M1、M2’不再平行，而是有微小夹角，且二者之间所加的空气膜较薄。
（2）等倾干涉为圆条纹，等厚干涉为直条纹。
（3）d越大，条纹越细越密；d 越小，条纹就越粗越疏。
3．什么样条件下，白光也会产生等厚干涉条纹？当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，M1、M2’两镜子的位置成什么关系？
答：白光由于是复色光，相干长度较小，所以只有M1、M2’距离非常接近时，才会有彩色的干涉条纹，且出现在两镜交线附近。
当白光等厚干涉条纹的中心被调到视场中央时，说明M1、M2’已相交。
【分析讨论题】
1．用迈克尔孙干涉仪观察到的等倾干涉条纹与牛顿环的干涉条纹有何不同？
答：二者虽然都是圆条纹，但牛顿环属于等厚干涉的结果，并且等倾干涉条纹中心级次高，而牛顿环则是边缘的干涉级次高，所以当增大（或减小）空气层厚度时，等倾干涉条纹会向外涌出（或向中心缩进），而牛顿环则会向中心缩进（或向外涌出）。