医用物理学习题册答案2015.

医用物理学习题册

姓名

班级

学号

包头医学院医学技术学院

物理教研室

成绩表

1、书写整洁，字迹清楚，不得涂改。

2、独立完成，不得抄袭。

第1章力学基本规律

教学内容：

1、牛顿运动定律、功和能、能量守恒、动量守恒定律

2、转动定律

（1）角速度与角加速度。角量与线量的关系。•

（2）刚体的定轴转动。转动惯性。转动惯量。刚体绕定轴转动的动能。力矩。转动定律。力矩作功。

（3）角动量守恒定律。

3、应力与应变：物体的应力与应变。弹性模量：弹性与范性。应力—应变曲线。弹性模量。

一、填空题

1. 刚体角速度是表示整个刚体转动快慢的物理量，其方向由右手螺旋定则确定。

2. 一个定轴转动的刚体上各点的角速度相同，所以各点线速度与它们离轴的距离

r成正比，离轴越远，线速度越大。

3. 在刚体定轴转动中，角速度ω的方向由右手螺旋定则来确定，角加速度β的方向与角速度增量的方向一致。

4.质量和转动惯量它们之间重要的区别：同一物体在运动中质量是不变的；同一刚体在转动中, 对于

不同的转轴, 转动惯量不同。

5. 刚体的转动惯量与刚体的总质量、刚体的质量的分布、转轴的位置有关。

6. 动量守恒的条件是合外力为0 ,角动量守恒的条件是合外力矩为0 .

7. 跳水运动员在空中旋转时常常抱紧身体，其目的减小转动惯量，增加角速度。

8、角动量守恒的条件是合外力矩恒等于零。

9. 弹性模量的单位是 Pa ,应力的单位是 Pa 。

10.骨是弹性材料，在正比极限范围之内，它的应力和应变成正比关系。

二、选择题

1. 下列说法正确的是[ C ]

（A）作用在定轴转动刚体上的合力越大，刚体转动的角加速度越大

（B）作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角速度越大

（C）作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角加速度越大

（D）作用在定轴转动刚体上的合力矩为零，刚体转动的角速度为零

2.两物体的转动惯量相等，当其转动角速度之比为2：1时，它们的转动动能之比为[ A ]

（A）4：1 （B）2：1 （C）1：4 （D）1：2

3.溜冰运动员旋转起来以后，想加快旋转速度总是把两手靠近身体，要停止转动时总是把手伸展开，其理论依据是[ A ]

（A ）角动量守恒定律 (B)转动定律 (C)动量定理 (D)能量守恒定律

4.一水平圆盘可绕固定的铅直中心轴转动，盘上站着一个人，初始时整个系统处于静止状态，忽略轴的摩擦，当此人在盘上随意走动时，此系统[ C ]

(A)动量守恒 (B)机械能守恒 (C)对中心轴的角动量守恒 (D)动量、机械能和角动量都守恒

5. 求质量为m 、半径为R 的细圆环和圆盘绕通过中心并与圆面垂直的转轴的转动惯量分别是（ C ）。

(A)均为2mR (B)均为221mR (C)2mR 和221mR (D)22

1mR 和2mR 6. 刚体角动量守恒的充分而必要的条件是( B )。

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

7.刚体绕定轴转动，在每1 s 内角速度都增加πrad/s ，则刚体的运动是（ D ）

A ．匀加速转动

B ．匀速转动

C ．匀减速转动

D ．不能确定 8、一圆形飞轮可绕垂直中心轴转动，其转动惯量为20 ㎏·m 2，给圆盘施加一个400πN ·m 的恒外力矩使

其由静止开始转动，经2 s 后飞轮转过的圈数为（ B ）

A ．10

B ．20

C ．30

D ．40

9.关于转动惯量J 说法正确的是（ A ）

A.J 是刚体转动惯性的量度

B.J 的单位是kg/m 2

C.J 与转轴位置无关

D.J 与刚体的形状无关

10.杨氏模量是指在张（压）应力作用下的正比极限范围内（ C ）。

A. 张应力与正应力之比

B.张应力与压应力之比

C.张应力与张应变之比

D.张应力与长度的增量之比

三、名词解释

1、杨氏模量:在正比极限范围之内，应力与应变的比值。

2.刚体:在外力作用下，物体的大小和形状都不变.

3.转动定律:(书上没涉及这部分内容)

四、简答题

1.一个物体的转动惯量是否具有确定的值？怎样计算转动惯量？

答：刚体的转动惯量与三个因素有关：1、刚体的总质量 2、刚体的质量的分布（几何形状、密度、大小） 3、转轴的位置。21n i i i J m r

==∆∑

2、一个人随着转台转动，两手各拿一只重量相等的哑铃，当他将两臂伸开，他和转台的转动角速度是否改变？

答：当人的两臂伸开时，其绕轴转动的转动惯量增大，根据角动量守恒定律，人和转台的转动角速度必将减少。

五、计算题

1.设某人一条腿骨长m 6.0，平均截面积为2

3cm ，当站立时两腿支持整个体重N 800，问此人一条腿骨缩

短了多少？（骨的杨氏模量为21010-⋅m N ） 1045800103102

0.68.010F L E S L

L L m

--∆=⋅∆=⋅⨯⨯∆=⨯ 2.质量为0.5kg 、直径为0.4m 的圆盘，绕过盘心的垂直轴转动，转速为1

min 1500-⋅r 。要使它在s 20内停止转动，求角速度、角加速度、制动力矩的大小、圆盘原来的转动动能和该力矩的功。 1222122150050()

min 0

050 2.5()20

1J 0.01(kg m )2

r rad s rad s t MR ωπωωωπβπ===--==-==⋅22121M J 0.01 2.57.851011232

123k k k N m

E J J W E E J

βπω-==⨯=⨯⋅===-=-

第3章 流体的流动

教学内容：

1、理想流体的定常流动：理想液体、定常流动、流线与流管、流量、液流连续原理。

2、伯努利方程式：伯努利方程式及伯努利方程式的应用。

3、实际液体：粘滞性、层流、粘滞系数、牛顿液体、湍流、雷诺数。

4、牛顿液体与非牛顿液体。湍流。泊肃叶公式。

5、斯托克斯公式。流阻。血液的流动。血压。

一、填空题