大学物理实验第二课后作业参考答案清华大学出版社
大学物理（二）课程总复习题及参考解答（2020年8月整理）.pdf
大学物理（二）B 课程总复习题及参考解答1. 若()f v 为气体分子速率分布函数，N 为分子总数，m 为分子质量，则2121()d 2⎰v v v v v m Nf 的物理意义是（ ）。
A . 速率为2v 的各分子的总平动动能与速率为1v 的各分子的总平动动能之差B . 速率为2v 的各分子的总平动动能与速率为1v 的各分子的总平动动能之和C . 速率处在速率间隔1~2v v 之内的分子平动动能之和D . 速率处在速率间隔1~2v v 之内的分子的平均平动动能2. 在一容积不变的容器中贮有一定量的理想气体，温度为0T 时，气体分子的平均速率为0v ，平均碰撞频率为0Z ，平均自由程为0λ，当气体温度升高到04T 时，其分子的平均速率v ，平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为（ ）。
A . v =40v ，Z =40Z ，λ=40λB . v =20v ，Z =20Z ，λ=0λC . v =20v ，Z =20Z ，λ= 40λD . v =20v ，Z =20Z ，λ=0λ3. “气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功”对此结论，有如下几种评论中正确的是( )。
A . 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律B . 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律C . 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律D . 既违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律4. 设有以下一些过程：(1)液体在等温下汽化；(2)理想气体在定体下降温；(3)两种不同气体在等温下互相混合；(4)理想气体在等温下压缩；(5)理想气体绝热自由膨胀。
在这些过程中，使系统的熵增加的过程是( )。
A . (1)、(2)、(3)B . (1)、(3)、(5)C . (3)、(4)、(5)D . (2)、(3)、(4)5. 热力学第二定律指出了热力学过程进行的方向性和条件，下列表述中正确的是（ ）。
A . 功可以全部转化为热量，但热量不能全部转化为功B . 热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体C . 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程D . 一切自发过程都是不可逆的6. 设v 代表气体分子运动的平均速率，p v 代表气体分子运动的最概然速率，21/2()v 代表气体分子运动的方均根速率。
大学物理2课后习题答案.docx
解：回路磁通=BS = Bn r 2感应电动势大小：£— = — (B TI r 2) = B2n r — = 0A0 V At dr dr10-2^-Bcosa2同理，半圆形ddc 法向为7,则0”2鸟与亍夹角和另与7夹角相等,a = 45°①和=Bn R 2 cos a10-6解：0/z? =BS = 5—cos(^ + 久)叫一加&sin （血+久）dr _2Bit r~O) Bn r~2 _ 2 2 2Bf2n f =兀 2『BfR R 解：取半圆形"a 法向为Z ,dt — HR? ABcos a —— dt -8.89 xlO'2V方向与cbadc 相反，即顺时针方向. 题10-6图(1)在Ob 上取尸T 尸+ dr 一小段71 同理•• • r 1 9 % - 3 ca^BAr = 一 Bco, °"」） 18 1 2 1 , £ab - £aO +% =（一花' + 石）广=(2)・・・£ah >0即U a -U h <0 :.b 点电势高.10-11在金属杆上取dr 距左边直导线为r ，则（2） |nj 理， £dc = 碇・d7>0U d -U c v0即 / >U d10-15 设长直电流为/ ,其磁场通过正方形线圈的互感磁通为％蓄绘/警5210-16Q)见题10-16图Q),设长直电流为/,它产生的磁场通过矩形线圈的磁通为丛（丄+丄）d- I 2龙 r 2a-r •:实际上感应电动势方向从g T A , 即从图中从右向左,71 a-b10-14•d5 知, 此吋E 旋以。
为中心沿逆时针方向.(1) V ab 是直径，在〃上处处E 旋与ab m§E 旋• d7 = 0• • £亦也 U Q =Ub心 2n r 2TI 由样旋• M -/z 0/v a + b71 a-b（a （b12-4解:⑴由0 =—,务=£_知,各级条纹向棱边方 2/ 2向移动，条纹间距不变；（2）各级条纹向棱边方向移动，H.条纹变密. 12 5解：工件缺陷是凹的.故各级等厚线（在缺陷附近的）向棱边方向弯曲・按题意，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切，说明弯曲部分相当于条纹2向棱边移动了一条，故相应的空气隙厚度差为Ae = -,这也是工件缺陷的程度.2 12-6 ・・・ A/ = ^^- = A^^ln2 = 2.8xlO~6 H1 2JI(b)・・•长直电流磁场通过矩形线圈的磁通*2 = 0，见题10-16图(b)・・・ M = O10-17如图10-17图所示，取dS = /dr①二U(如+ ^_炖=做 广「丄)做(In 厶-In 丄) 2〃r 2兀(d-r)2兀 “ r r-d 2K a d-a = ^Il_Xn d-a_7i a:.L / =如1门上£I TI a10-18•・•顺串时厶=厶+厶2 +2M反串联时//二厶+厶2-2M・•・ L_L f = 4MM = --------- = 0.15 H 412-1 y 不变，为波源的振动频率；A,n =— 变小；u = A n v 变小. n 12- 2由心=三久知，（1）条纹变疏；（2）条纹变密；（3）条纹变密；（4）零级明纹在屏幕上作相反方向的上下移动；（5）零 a级明纹向下移动.12- 3解：不同媒质若光程相等，则其儿何路程定不相冋其所需吋间相同，为&€・因为△中已经将光在介质中的路程折算为光在真空中所走的路程。
(完整版)大学物理实验教材课后思考题答案
大学物理实验教材课后思考题答案一、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，从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后，可能变得相距“足够”远，表现出对初值的极端敏感，即所谓“失之毫厘，谬之千里”。
答对2条以上+1分，否则不给分，只举例的不给分。
四、半导体PN 结（1）用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量11610~10--A 电流，有哪些优点?答：具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
大学物理实验第二版题答案
大学物理实验第二版题答案【篇一：大学物理实验教材课后思考题答案 (2)】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，从两个非常接近的初值出发的两个轨线在经过长时间演化之后，可能变得相距“足够”远，表现出对初值的极端敏感，即所谓“失之毫厘，谬之千里”。
答对2条以上+1分，否则不给分，只举例的不给分。
四、半导体pn结（1）用集成运算放大器组成电流一电压变换器测量10?6~10?11a电流，有哪些优点?答：具有输入阻抗低、电流灵敏度高、温漂小、线性好、设计制作简单、结构牢靠等优点。
物理实验报告思考题答案 第二版.doc
2hg 厂 1-6思考题1. 通过用电子称测量质量并代入式（1・3）计算加速度和由所测速度计算出的加速度两者是 否一致？并作解释。
答：不一致。
式（1-3）是在不忽略摩擦力的情况下计算加速度，而实际测量时摩擦力不可 避免，因此实际测量的加速度比由式（1・3）计算得到的加速度小。
2. 分析本实验谋羌的主要原因？计算一下在这种实验条件下滑块受到的平均阻力有多大？ 答：误差的主要原因是摩擦力。
考虑摩擦力时，式（1・3）应为= 其屮 f 为摩擦力,a 为实际测量的加速度。
因此，f=mg-（M+m ）a 03-6思考题1. 根据你学过的大学物理的内容，请你说说转动惯量的物理意义。
答：转动惯量是表征刚体在转动过程屮惯性的大小。
刚体的转动惯量与刚体的形状和质量分 布、转轴有关。
2•请问如何测量出木实验屮所使用的仪器的摩擦力矩？答：根据转动定律物体所受的合外力矩为绳了的拉力的力矩乃”和摩擦力矩M “的和。
质量为加的物体以加速度G 下落时，有T = M （g-a ）。
设从静止开始下落高度为力，所用时间为f,则有h = -at 2 2a = rf32h 由以上各式得到m （g 一a ）r — =丿二r rt"实验过程中保持d g ,贝惰到mgr-M a =J-^ ' rr2h M, 在实验过稈屮，保持不变。
把上式变化为加=丿一百可+」 g 厂广 gr则得到m=K^+cr作m-4关系曲线，求岀截距c,进而求出M “4-6思考题1. 分析书上（4-3）式屮各测量值对测量结果和谋羌的影响大小，测量时必须注意的事项是哪 些？gF答: AL厶（，2-人）厶—厶厶（，2 -人）根据误羞分析，可以得到其绝对误并的形式:Aa - AL> + —、——-AL〕+ —亠—+ —―^—r Ar2厶O2 -片）厶亿一勺）厶（右一（］）从上式各项的系数（即误差传递系数）可以看出：谋羌的主要来源是乙度时铜杆长度的测量厶，其次是八度时铜杆长度的测量厶；而温度心和°的测量所形成的误并是最小的，所以我们要尽量减小谋并，就要减小测最不同温度下铜杆长度的所产生的误差，所以我们是通过光杠杆放大视角的方法来测量的。
大学物理2课后习题答案.docx
解：回路磁通=BS = Bn r 2感应电动势大小：£— = — (B TI r 2) = B2n r — = 0A0 V At dr dr10-2^-Bcosa2同理，半圆形ddc 法向为7,则0”2鸟与亍夹角和另与7夹角相等,a = 45°①和=Bn R 2 cos a10-6解：0/z? =BS = 5—cos(^ + 久)叫一加&sin （血+久）dr _2Bit r~O) Bn r~2 _ 2 2 2Bf2n f =兀 2『BfR R 解：取半圆形"a 法向为Z ,dt — HR? ABcos a —— dt -8.89 xlO'2V方向与cbadc 相反，即顺时针方向. 题10-6图(1)在Ob 上取尸T 尸+ dr 一小段71 同理•• • r 1 9 % - 3 ca^BAr = 一 Bco, °"」） 18 1 2 1 , £ab - £aO +% =（一花' + 石）广=(2)・・・£ah >0即U a -U h <0 :.b 点电势高.10-11在金属杆上取dr 距左边直导线为r ，则（2） |nj 理， £dc = 碇・d7>0U d -U c v0即 / >U d10-15 设长直电流为/ ,其磁场通过正方形线圈的互感磁通为％蓄绘/警5210-16Q)见题10-16图Q),设长直电流为/,它产生的磁场通过矩形线圈的磁通为丛（丄+丄）d- I 2龙 r 2a-r •:实际上感应电动势方向从g T A , 即从图中从右向左,71 a-b10-14•d5 知, 此吋E 旋以。
为中心沿逆时针方向.(1) V ab 是直径，在〃上处处E 旋与ab m§E 旋• d7 = 0• • £亦也 U Q =Ub心 2n r 2TI 由样旋• M -/z 0/v a + b71 a-b（a （b12-4解:⑴由0 =—,务=£_知,各级条纹向棱边方 2/ 2向移动，条纹间距不变；（2）各级条纹向棱边方向移动，H.条纹变密. 12 5解：工件缺陷是凹的.故各级等厚线（在缺陷附近的）向棱边方向弯曲・按题意，每一条纹弯曲部分的顶点恰与左邻的直线部分连线相切，说明弯曲部分相当于条纹2向棱边移动了一条，故相应的空气隙厚度差为Ae = -,这也是工件缺陷的程度.2 12-6 ・・・ A/ = ^^- = A^^ln2 = 2.8xlO~6 H1 2JI(b)・・•长直电流磁场通过矩形线圈的磁通*2 = 0，见题10-16图(b)・・・ M = O10-17如图10-17图所示，取dS = /dr①二U(如+ ^_炖=做 广「丄)做(In 厶-In 丄) 2〃r 2兀(d-r)2兀 “ r r-d 2K a d-a = ^Il_Xn d-a_7i a:.L / =如1门上£I TI a10-18•・•顺串时厶=厶+厶2 +2M反串联时//二厶+厶2-2M・•・ L_L f = 4MM = --------- = 0.15 H 412-1 y 不变，为波源的振动频率；A,n =— 变小；u = A n v 变小. n 12- 2由心=三久知，（1）条纹变疏；（2）条纹变密；（3）条纹变密；（4）零级明纹在屏幕上作相反方向的上下移动；（5）零 a级明纹向下移动.12- 3解：不同媒质若光程相等，则其儿何路程定不相冋其所需吋间相同，为&€・因为△中已经将光在介质中的路程折算为光在真空中所走的路程。
普通物理学第二版课后习题答案(全)
第一章 物理学和力学1.1国际单位制中的基本单位是那些？解答，基本量：长度、质量、时间、电流、温度、物质的量、光强度。
基本单位：米（m ）、千克（kg ）、时间（s ）、安培（A ）、温度（k ）、摩尔（mol ）、坎德拉（cd ）。
力学中的基本量：长度、质量、时间。
力学中的基本单位：米（m ）、千克（kg ）、时间（s ）。
1.2中学所学习的匀变速直线运动公式为,at 21t v s 20+= 各量单位为时间：s （秒），长度：m （米），若改为以h （小时）和km （公里）作为时间和长度的单位，上述公式如何？若仅时间单位改为h ，如何？若仅0v 单位改为km/h ，又如何？解答，（1）由量纲1LTvdim -=，2LT a dim -=，h/km 6.3h/km 360010h 36001/km 10s /m 33=⨯==--2223232h /km 36006.3h /km 360010)h 36001/(km 10s /m ⨯=⨯==--改为以h （小时）和km （公里）作为时间和长度的单位时，,at 36006.321t v 6.3s 20⨯⨯+=（速度、加速度仍为SI单位下的量值）验证一下:1.0h 3600s t ,4.0m/s a ,s /m 0.2v 20====利用,at 21t v s 20+=计算得：)m (2592720025920000720036004236002s 2=+=⨯⨯+⨯=利用,at 36006.321t v 6.3s 20⨯⨯+=计算得 )km (2.25927259202.71436006.321126.3s 2=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=（2）. 仅时间单位改为h由量纲1LTv dim -=，2LTadim -=得h /m 3600h/m 3600h 36001/m s /m ===222222h /m 3600h /m 3600)h 36001/(m s /m ===若仅时间单位改为h ，得：,at 360021t v 3600s 220⨯+=验证一下:1.0h 3600s t ,4.0m/s a ,s /m 0.2v 20==== 利用,at 21t v s 20+=计算得：)m (2592720025920000720036004236002s 2=+=⨯⨯+⨯=利用,at 360021t v 3600s 220⨯+=计算得： )m (2592720025920000720014360021123600s 22=+=⨯⨯⨯+⨯⨯= （3）. 若仅0v 单位改为km/h由量纲1LTv dim -=,得s/m 6.31h /km ,h /km 6.3)h 36001/(km 10s /m 3===-仅0v 单位改为km/h ，因长度和时间的单位不变，将km/h 换成m/s得,at 21t v 6.31s 20+=验证一下:1.0h 3600s t ,4.0m/s a ,s /m 0.2v 20====利用,at 21t v s 20+=计算得：)m (2592720025920000720036004236002s 2=+=⨯⨯+⨯=利用,at 21t v 6.31s 20+=计算得： )m (25927200259200007200360042136003600/11026.31s 23=+=⨯⨯+⨯⨯⨯=-1.3设汽车行驶时所受阻力f 与汽车的横截面积S 成正比，且与速率v 之平方成正比。
华师二级物理实验思考题答案
1、等倾干涉的条纹极大和极小的条件及特征：2、迈克尔干涉的历史：迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。
它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为λ/2，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变λ/2。
在近代物理和近代计量技术中，如在光谱线精细结构的研究和用光波标定标准米尺等实验中都有着重要的应用。
利用该仪器的原理，研制出多种专用干涉仪。
是光学干涉仪中最常见的一种，其发明者是美国物理学家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克耳孙。
迈克耳孙干涉仪的原理是一束入射光分为两束后各自被对应的平面镜反射回来，这两束光从而能够发生干涉。
干涉中两束光的不同光程可以通过调节干涉臂长度以及改变介质的折射率来实现，从而能够形成不同的干涉图样。
迈克耳孙和爱德华·威廉姆斯·莫雷使用这种干涉仪于1887年进行了著名的迈克耳孙-莫雷实验，并证实了以太的不存在。
3、迈克尔干涉还可测什么其他物理量：1）长度的精密测量。
在双光束干涉仪中，若介质折射率均匀且保持恒定，则干涉条纹的移动是由两相干光几何路程之差发生变化所造成，根据条纹的移动数可进行长度的精确比较或绝对测量。
迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗干涉仪曾被用来以镉红谱线的波长表示国际米。
2）物一些微小物理量的测量。
物理工作者为提高被测物理量精度，常选用特殊的测量装置将理学家研究物理问题时，需要利用各种实验设备来进行物理实验。
在物理实验中常常遇到被测物理量放大后再进行测量。
迈克耳逊干涉仪的测量系统的机械部分都是采用螺旋测微装置进行测量的。
3）位移量的测量由相干光源发出的相干光经透镜调整形成近似的平行光束而入射到周期性变化的分光元件上，相干光经周期性分光元件衍射分解为0，±1，±2，±3，……±n 级次的出射光束，反射元件至少使每束出射光束的波阵面沿周期性分光元件刻线的垂直方向反转一定角度而形成反射光束并返回到周期性变化分光元件进行合束又形成0，±1，±2，±3，……±n 级次的合束光束，第n级次的合束光束满足n=m1-m2, 某一级次的合束光束的干涉条纹由接收器接收而变成电信号送至处理器处理，当周期性分光元件沿其刻线垂直方向位移时，干涉条纹数目的变化正比于该位移量的大小。
大学物理实验(2)教学大纲【27学时机电类】
大学物理实验（2）教学大纲课程名称：大学物理实验（2）课程编码：1104070406英文名称：Physics Lab（2）学时：27学分：1适用专业：机电类课程类别：必修课程性质：实验先修课程：大学物理参考教材：大学物理实验，天津大学出版社，朱献松，2007一、制定本大纲的依据《大学物理实验教学大纲》是根据国家教育部工科物理教学指导委员会编写的《高等工业学校物理实验课教学基本要求》而制定的。
二、大学物理实验（2）课程的具体安排三、本实验课在课程体系中的地位与作用物理课是一门实验科学，从实验中观察物理现象，发现问题，解决问题，使物理学科的理论不断地得到完善和发展。
认识来源于实践，物理实验科学研究是一切物理理论的源泉，是自然科学的根本，是工程技术的基础，同时，物理理论对实验又起着指导作用。
因此搞好实验教学对学生观察认识物理现象，加强对物理理论的知识理解，培养学生学习兴趣，训练学生动手能力，科学研究能力，创新思维能力，必不可少的一门实践课程。
四、学生应达到的实验能力与标准1、通过对试验现象的观察分析和对物理量的测量，使学生进一步掌握物理试验的基本知识、基本方法和基本技能；并能运用物理学原理、物理实验方法研究物理现象和规律，加深对物理学原理的解释。
2、培养与提高学生从事科学实验的素质。
包括：理论联系实际和实事求是的科学作风；严肃认真的工作态度；不怕困难，主动进取的探索精神；遵守操作规程，爱护公共财物的优良品德；以及在试验过程中同学间相互协作，共同探索的合作精神。
3、培养与提高学生科学实验的能力。
包括：自学能力――能够自行阅读试验教材或参考资料，正确理解实验内容，在实验前作好准备。
动手实践能力――－能够借助材料和仪器说明书，正确调整和使用常用仪器。
思维判断能力――能够运用物理学理论，对实验现象进行初步的分析和判断。
表达书写能力――能够正确记录和处理实验数据，绘制图线，说明实验结果，撰写合格的实验报告。
简单的设计能力――能够根据课题要求，确定根据课题要求，合理选择仪器，拟定具体的实验程序。
大学物理实验第二版答案
大学物理实验第二版答案《误差理论》作业参考答案1、±或± ±或±± ±℃±2、2位7位5位6位5位2位3、299300=?105；983±4=????102；=?10?3?=????10?3；32476?105=?109；=?104mg=?10?2Kgm=±=?105g=?108mg t?±=±=×10-1 min 4、N=±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。
28cm=?102mm 280mm= L=?104mm ?=“”?400?1500??103?115、X==?88= ??={8?1 [8?12+ 2+ 2+2+ 2+ 2 +2+ 2]}12?～０.009cmX=X±?x=±或X=X±?x=± E=?100%=%或E=?100% =%注：使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑，最后结果应按照教材P6的“不确定度取位规则”和“测量有效数字取位规则”。
、X=== 661??={6?1}12=? 30?100%=%X±?x=±=X==?6612?x=[6?1]=?30?100%=%X±?x=±=? 6、N?N??A???B???C? ? ????????A??B??C?22222??2?????P??U???R?P?U??R?㏑f=㏑U +㏑V - ㏑dfdUdVd?U?V??11?1??1dU???=??+????dVfUVU?V?UU?V??VU?V?VUdU?dVUU?VVU?V22=-?????fVU??????? U?V????f?UU?V??VU?V?㏑N=㏑m+㏑g + ㏑r+㏑R +2㏑T-2㏑4?- ㏑l ? ㏑N1? ㏑N1?㏑N1? ㏑N?? ? ?0?mm?rr?RR?g2?lnN?lnN2?lnN1?0 ? ?? ???TT?ll?N???m???r???R??2?T???l?? ????????????????? N???m??r??R??T??l???22222127、??mm4m4???2??V12?dh?????????2????????2??????m???d???h?=????????? ????????????? 2222223??=×≈≈∴?????±8．解：a?3?????100％≈％1?a1?a2?a3?a4?a5??1???????? 552s?a???4a?4???1?? ?A????????;?B?5????12?a?A??B?????s?2a?a?2?????L?4?a?4?? ∴S±?s=±???100％=5％?L±?L?? L:??100%=％9、四则运算法+ ——————————∴+= ∴=8 3 4. 5× 2 3. 9———————7 5 1 0 52 5 03 531 6 6 9———————1 9 9 4 5∴×＝?104∴÷=132 ??2? .8?= ?10?5+2345=2345?? ?105+2345=?105?????? += += + =????????==3?103310．由不确定度传递公式计算下列函数。
普通物理学第二版课后习题答案(全)
第一章 物理学和力学1.1国际单位制中的基本单位是那些？解答，基本量：长度、质量、时间、电流、温度、物质的量、光强度。
基本单位：米（m ）、千克（kg ）、时间（s ）、安培（A ）、温度（k ）、摩尔（mol ）、坎德拉（cd ）。
力学中的基本量：长度、质量、时间。
力学中的基本单位：米（m ）、千克（kg ）、时间（s ）。
1.2中学所学习的匀变速直线运动公式为,at 21t v s 20+= 各量单位为时间：s （秒），长度：m （米），若改为以h （小时）和km （公里）作为时间和长度的单位，上述公式如何？若仅时间单位改为h ，如何？若仅0v 单位改为km/h ，又如何？解答，（1）由量纲1LTvdim -=，2LT a dim -=，h/km 6.3h/km 360010h 36001/km 10s /m 33=⨯==--2223232h /km 36006.3h /km 360010)h 36001/(km 10s /m ⨯=⨯==--改为以h （小时）和km （公里）作为时间和长度的单位时，,at 36006.321t v 6.3s 20⨯⨯+=（速度、加速度仍为SI单位下的量值）验证一下:1.0h 3600s t ,4.0m/s a ,s /m 0.2v 20====利用,at 21t v s 20+=计算得：)m (2592720025920000720036004236002s 2=+=⨯⨯+⨯=利用,at 36006.321t v 6.3s 20⨯⨯+=计算得 )km (2.25927259202.71436006.321126.3s 2=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=（2）. 仅时间单位改为h由量纲1LTv dim -=，2LTadim -=得h /m 3600h/m 3600h 36001/m s /m ===222222h /m 3600h /m 3600)h 36001/(m s /m ===若仅时间单位改为h ，得：,at 360021t v 3600s 220⨯+=验证一下:1.0h 3600s t ,4.0m/s a ,s /m 0.2v 20==== 利用,at 21t v s 20+=计算得：)m (2592720025920000720036004236002s 2=+=⨯⨯+⨯=利用,at 360021t v 3600s 220⨯+=计算得： )m (2592720025920000720014360021123600s 22=+=⨯⨯⨯+⨯⨯= （3）. 若仅0v 单位改为km/h由量纲1LTv dim -=,得s/m 6.31h /km ,h /km 6.3)h 36001/(km 10s /m 3===-仅0v 单位改为km/h ，因长度和时间的单位不变，将km/h 换成m/s得,at 21t v 6.31s 20+=验证一下:1.0h 3600s t ,4.0m/s a ,s /m 0.2v 20====利用,at 21t v s 20+=计算得：)m (2592720025920000720036004236002s 2=+=⨯⨯+⨯=利用,at 21t v 6.31s 20+=计算得： )m (25927200259200007200360042136003600/11026.31s 23=+=⨯⨯+⨯⨯⨯=-1.3设汽车行驶时所受阻力f 与汽车的横截面积S 成正比，且与速率v 之平方成正比。
大学物理课后习题答案第二章
第二章 运动定律与力学中的守恒定律(一) 牛顿运动定律2．1 一个重量为P 的质点，在光滑的固定斜面（倾角为α）上以初速度运动，的方向与斜面底边的水平约AB 平行，如图所示，求这质点的运动轨道．[解答]质点在斜上运动的加速度为a = g sin α，方向与初速度方向垂直．其运动方程为x = v 0t ，．将t = x/v 0，代入后一方程得质点的轨道方程为，这是抛物线方程．2．2 桌上有一质量M = 1kg 的平板，板上放一质量m = 2kg 的另一物体，设物体与板、板与桌面之间的滑动摩擦因素均为μk = 0.25，静摩擦因素为μs = 0.30．求：（1）今以水平力拉板，使两者一起以a = 1m·s -2的加速度运动，试计算物体与板、与桌面间的相互作用力；（2）要将板从物体下面抽出，至少需要多大的力？[解答]（1）物体与板之间有正压力和摩擦力的作用．板对物体的支持大小等于物体的重力：N m = mg = 19.6(N)， 这也是板受物体的压力的大小，但压力方向相反．物体受板摩擦力做加速运动，摩擦力的大小为：f m = ma = 2(N)，这也是板受到的摩擦力的大小，摩擦力方向也相反．板受桌子的支持力大小等于其重力：N M = (m + M )g = 29.4(N)， 这也是桌子受板的压力的大小，但方向相反．板在桌子上滑动，所受摩擦力的大小为：f M = μk N M = 7.35(N)． 这也是桌子受到的摩擦力的大小，方向也相反．（2）设物体在最大静摩擦力作用下和板一起做加速度为a`的运动，物体的运动方程为 f =μs mg = ma`，可得 a` =μs g ．板的运动方程为F – f – μk (m + M )g = Ma`， 即 F = f + Ma` + μk (m + M )g= (μs + μk )(m + M )g ，算得 F = 16.17(N)．因此要将板从物体下面抽出，至少需要16.17N 的力．2．3 如图所示：已知F = 4N ，m 1 = 0.3kg ，m 2 = 0.2kg ，两物体与水平面的的摩擦因素匀为0.2．求质量为m 2的物体的加速度及绳子对它的拉力．（绳子和滑轮质量均不计）[解答]利用几何关系得两物体的加速度之间的关系为a 2 = 2a 1，而力的关系为T 1 = 2T 2． 对两物体列运动方程得T 2 - μm 2g = m 2a 2， F – T 1 – μm 1g = m 1a 1． 可以解得m 2的加速度为 = 4.78(m·s -2)，绳对它的拉力为0v 0v2211sin 22y at g t α==⋅22sin g y x v α=F 12212(2)/22F m m ga m m μ-+=+图2.1M12图2.3= 1.35(N)．2．4 两根弹簧的倔强系数分别为k 1和k 2．求证：（1）它们串联起来时，总倔强系数k 与k 1和k 2．满足关系关系式； （2）它们并联起来时，总倔强系数k = k 1 + k 2．[解答]当力F 将弹簧共拉长x 时，有F = kx ，其中k 为总倔强系数． 两个弹簧分别拉长x 1和x 2，产生的弹力分别为F 1 = k 1x 1，F 2 = k 2x 2．（1）由于弹簧串联，所以F = F 1 = F 2，x = x 1 + x 2，因此，即：．（2）由于弹簧并联，所以F = F 1 + F 2，x = x 1 = x 2，因此 kx = k 1x 1 + k 2x 2， 即：k = k 1 + k 2．2．5 如图所示，质量为m 的摆悬于架上，架固定于小车上，在下述各种情况中，求摆线的方向（即摆线与竖直线的夹角θ）及线中的张力T ．（1）小车沿水平线作匀速运动；（2）小车以加速度沿水平方向运动；（3）小车自由地从倾斜平面上滑下，斜面与水平面成φ角； （4）用与斜面平行的加速度把小车沿斜面往上推（设b 1= b ）；（5）以同样大小的加速度（b 2 = b ），将小车从斜面上推下来．[解答]（1）小车沿水平方向做匀速直线运动时，摆在水平方向没有受到力的作用，摆线偏角为零，线中张力为T = mg ．（2）小车在水平方向做加速运动时，重力和拉力的合力就是合外力．由于tan θ = ma/mg ， 所以 θ = arctan(a/g )； 绳子张力等于摆所受的拉力 ：（3）小车沿斜面自由滑下时，摆仍然受到重力和拉力， 合力沿斜面向下，所以θ = φ； T = mg cos φ．（4）根据题意作力的矢量图，将竖直虚线延长， 与水平辅助线相交，可得一直角三角形，θ角的对边 是mb cos φ，邻边是mg + mb sin φ，由此可得：，因此角度为；而张力为2112(/2)/22m T F m g m m μ=-+12111k k k =+1212F F F k k k =+12111k k k =+1a1b 2bT ==cos tan sin mb mg mb ϕθϕ=+cos arctansin b g b ϕθϕ=+T =2图2.4（2）．（5）与上一问相比，加速度的方向反向，只要将上一结果中的b 改为-b 就行了．2．6 如图所示：质量为m =0.10kg 的小球，拴在长度l =0.5m 的轻绳子的一端，构成一个摆．摆动时，与竖直线的最大夹角为60°．求： （1）小球通过竖直位置时的速度为多少？此时绳的张力多大？ （2）在θ < 60°的任一位置时，求小球速度v 与θ的关系式．这时小球的加速度为多大？绳中的张力多大？（3）在θ = 60°时，小球的加速度多大？绳的张力有多大？[解答]（1）小球在运动中受到重力和绳子的拉力，由于小球沿圆弧运动，所以合力方向沿着圆弧的切线方向，即F = -mg sin θ，负号表示角度θ增加的方向为正方向． 小球的运动方程为，其中s 表示弧长．由于s = Rθ = lθ，所以速度为，因此，即 v d v = -gl sin θd θ， （1） 取积分，得，解得：s -1)．由于：，所以T B = 2mg = 1.96(N)．（2）由（1）式积分得，当 θ = 60º时，v C = 0，所以C = -lg /2，因此速度为切向加速度为a t = g sin θ；法向加速度为．由于T C – mg cos θ = ma n ，所以张力为T C = mg cosθ + ma n = mg (3cos θ – 1)． （3）当 θ = 60º时，切向加速度为= 8.49(m·s-2)，法向加速度为 a n = 0，=22d d sF ma mt ==d d d d s v l t t θ==d d d d d d d d v v m v F mm v t t l θθθ===060d sin d Bv v v gl θθ︒=-⎰⎰02601cos 2B v gl θ︒=B v =22B BB v v T mg m m mgR l -===21cos 2C v gl C θ=+C v =2(2cos 1)Cn v a g R θ==-t a g=图2.6绳子的拉力T = mg /2 = 0.49(N)．[注意]在学过机械能守恒定律之后，求解速率更方便．2．7 小石块沿一弯曲光滑轨道上由静止滑下h 高度时，它的速率多大？（要求用牛顿第二定律积分求解）[解答]小石块在运动中受到重力和轨道的支持力，合力方向沿着曲线方向．设切线与竖直方向的夹角为θ，则F = mg cos θ．小球的运动方程为，s 表示弧长．由于，所以 ，因此 v d v = g cos θd s = g d h ，h 表示石下落的高度．积分得 ，当h = 0时，v = 0，所以C = 0，因此速率为2．8 质量为m 的物体，最初静止于x 0，在力(k 为常数)作用下沿直线运动．证明物体在x 处的速度大小v = [2k (1/x – 1/x 0)/m ]1/2．[证明]当物体在直线上运动时，根据牛顿第二定律得方程利用v = d x/d t ，可得，因此方程变为，积分得．利用初始条件，当x = x 0时，v = 0，所以C = -k /x 0，因此，即证毕．[讨论]此题中，力是位置的函数：f = f (x )，利用变换可得方程：mv d v = f (x )d x ，积分即可求解．22d d sF ma m t ==d d s v t =22d d d d d d d ()d d d d d d d s s v v s vv t t t t s t s ====212v gh C =+v =2kf x =-222d d k x f ma m x t =-==22d d d d d d d d d d x v x v v v t t t x x ===2d d k xmv v x =-212k mv Cx =+2012k k mv x x =-v =图2.7如果f (x ) = -k/x n ，则得． （1）当n = 1时，可得利用初始条件x = x时，v = 0，所以C = ln x 0，因此 ， 即（2）如果n ≠1，可得．利用初始条件x = x 0时，v = 0，所以， 因此，即当n = 2时，即证明了本题的结果．2．9 一质量为m 的小球以速率v 0从地面开始竖直向上运动．在运动过程中，小球所受空气阻力大小与速率成正比，比例系数为k ．求：（1）小球速率随时间的变化关系v (t )； （2）小球上升到最大高度所花的时间T ．[解答]（1）小球竖直上升时受到重力和空气阻力，两者方向向下，取向上的方向为下，根据牛顿第二定律得方程，分离变量得， 积分得．当t = 0时，v = v 0，所以，因此，小球速率随时间的变化关系为．（2）当小球运动到最高点时v = 0，所需要的时间为．[讨论]（1）如果还要求位置与时间的关系，可用如下步骤： 由于v = d x/d t ，所以21d 2nxmv k x =-⎰21ln 2mv k x C=-+21ln 2x mv k x =v =21121nk mv x C n -=-+-101nk C x n -=--2110111()21n n k mv n x x --=--v =d d vf mg kv mt =--=d d()d v m mg kv t m mg kv k mg kv +=-=-++ln ()mt mg kv C k =-++0ln ()mC mg kv k =+00/ln ln/m mg kv m mg k v t k mg kv k mg k v ++=-=-++0()exp()mg kt mg v v k m k =+--00/ln ln(1)/mg k v kv m m T k mg k k mg +==+，即，积分得， 当t = 0时，x = 0，所以，因此．（2）如果小球以v 0的初速度向下做直线运动，取向下的方向为正，则微分方程变为，用同样的步骤可以解得小球速率随时间的变化关系为．这个公式可将上面公式中的g 改为-g 得出．由此可见：不论小球初速度如何，其最终速率趋于常数v m = mg/k ．2．10 如图所示：光滑的水平桌面上放置一固定的圆环带，半径为R ．一物体帖着环带内侧运动，物体与环带间的滑动摩擦因数为μk ．设物体在某时刻经A 点时速率为v 0，求此后时刻t 物体的速率以及从A 点开始所经过的路程．[解答]物体做圆周运动的向心力是由圆环带对物体的压力，即 N = mv 2/R ．物体所受的摩擦力为f = -μk N ，负号表示力的方向与速度的方向相反．根据牛顿第二定律得， 即 ： ． 积分得：．当t = 0时，v = v 0，所以，因此．解得 ．由于，积分得0d [()exp()]d mg kt mgx v t k m k =+--0(/)d d exp()d m v mg k kt mgx tk m k +=---0(/)exp()`m v mg k kt mgx t C k m k +=---+0(/)`m v mg k C k +=0(/)[1exp()]m v mg k kt mg x tk m k +=---d d vf mg kv mt =-=0()exp()mg mg ktv v k k m =---2d d k v v f m mR t μ=-=2d d k vt Rv μ=-1k t C R v μ=+01C v =-011kt R v v μ=-001/k v v v t R μ=+0000d d(1/)d 1/1/k k k k v t v t R R x v t R v t R μμμμ+==++，当t = 0时，x = x 0，所以C = 0，因此．2．11 如图所示，一半径为R 的金属光滑圆环可绕其竖直直径转动．在环上套有一珠子．今逐渐增大圆环的转动角速度ω，试求在不同转动速度下珠子能静止在环上的位置．以珠子所停处的半径与竖直直径的夹角θ表示．[解答]珠子受到重力和环的压力，其合力指向竖直直径，作为珠子做圆周运动的向心力，其大小为：F = mg tg θ．珠子做圆周运动的半径为r = R sin θ． 根据向心力公式得F = mg tg θ = mω2R sin θ，可得，解得．(二)力学中的守恒定律2．12 如图所示，一小球在弹簧的弹力作用下振动．弹力F = -kx ，而位移x = A cos ωt ，其中k ，A 和ω都是常数．求在t = 0到t = π/2ω的时间间隔内弹力予小球的冲量．[解答]方法一：利用冲量公式．根据冲量的定义得d I = F d t = -kA cos ωt d t ， 积分得冲量为 ，方法二：利用动量定理．小球的速度为v = d x/d t = -ωA sin ωt ，设小球的质量为m ，其初动量为p 1 = mv 1 = 0， 末动量为p 2 = mv 2 = -mωA ，小球获得的冲量为I = p 2 – p 1 = -mωA ， 可以证明k =mω2，因此I = -kA /ω．2．13一个质量m = 50g ，以速率的v = 20m·s -1作匀速圆周运动的小球，在1/4周期内向心力给予小球的冲量等于多少？[解答]小球动量的大小为p = mv ，但是末动量与初动量互相垂直，根据动量的增量的定义得：， 由此可作矢量三角形，可得：． 因此向心力给予小球的的冲量大小为= 1.41(N·s)．[注意]质点向心力大小为F = mv 2/R ，方向是指向圆心的，其方向在 不断地发生改变，所以不能直接用下式计算冲量0ln (1)`k kv tRx C Rμμ=++0ln (1)k k v tRx Rμμ=+2cos mgR ωθ=2arccosgR θω=±/20(cos )d I kA t tωω=-⎰π/20sin kAkAtωωωω=-=-π21p p p ∆=-21p p p =+∆p ∆==I p =∆mg图2.11．假设小球被轻绳拉着以角速度ω = v/R 运动，拉力的大小就是向心力F = mv 2/R = mωv ， 其分量大小分别为 F x = F cos θ = F cos ωt ，F y = F sin θ = F sin ωt ，给小球的冲量大小为 d I x = F x d t = F cos ωt d t ，d I y = F y d t = F sin ωt d t ， 积分得，，合冲量为，与前面计算结果相同，但过程要复杂一些．2．14 用棒打击质量0.3kg ，速率等于20m·s -1的水平飞来的球，球飞到竖直上方10m 的高度．求棒给予球的冲量多大？设球与棒的接触时间为0.02s ，求球受到的平均冲力？[解答]球上升初速度为s -1)，其速度的增量为s -1)． 棒给球冲量为I = m Δv = 7.3(N·s)，对球的作用力为（不计重力）：F = I/t = 366.2(N)．2．15 如图所示，三个物体A 、B 、C ，每个质量都为M ，B 和C 靠在一起，放在光滑水平桌面上，两者连有一段长度为0.4m 的细绳，首先放松．B 的另一侧则连有另一细绳跨过桌边的定滑轮而与A 相连．已知滑轮轴上的摩擦也可忽略，绳子长度一定．问A 和B 起动后，经多长时间C 也开始运动？C 开始运动时的速度是多少？（取g = 10m·s -2）[解答]物体A 受到重力和细绳的拉力，可列方程Mg –T = Ma ，物体B 在没有拉物体C 之前在拉力T 作用下做加速运动， 加速度大小为a ，可列方程：T = Ma ， 联立方程可得：a = g/2 = 5(m·s -2)．根据运动学公式：s = v 0t + at 2/2， 可得B 拉C 之前的运动时间；． 此时B 的速度大小为：v = at = 2(m·s -1)．24v TI Ft mR ==2/42R T T mv mvR ππ==/4/4cos d sin T T x FI F t t tωωω==⎰Fmvω==/4/4sin d cos T T y FI F t t tωωω==-⎰Fmvω==I ==y v =v ∆=t =v xΔv v y物体A 跨过动滑轮向下运动，如同以相同的加速度和速度向右运动．A 和B 拉动C 运动是一个碰撞过程，它们的动量守恒，可得：2Mv = 3Mv`， 因此C 开始运动的速度为：v` = 2v /3 = 1.33(m·s -1)．2．16 一炮弹以速率v 0沿仰角θ的方向发射出去后，在轨道的最高点爆炸为质量相等的两块，一块沿此45°仰角上飞，一块沿45°俯角下冲，求刚爆炸的这两块碎片的速率各为多少？[解答] 炮弹在最高点的速度大小为v = v 0cos θ，方向沿水平方向． 根据动量守恒定律，可知碎片的总动量等于炮弹爆炸前的 总动量，可作矢量三角形，列方程得 ，所以 v` = v /cos45° = ．2．17 如图所示，一匹马拉着雪撬沿着冰雪覆盖的弧形路面极缓慢地匀速移动，这圆弧路面的半径为R ．设马对雪橇的拉力总是平行于路面．雪橇的质量为m ，它与路面的滑动摩擦因数为μk ．当把雪橇由底端拉上45°圆弧时，马对雪橇做了多少功？重力和摩擦力各做了多少功？[解答]取弧长增加的方向为正方向，弧位移的大小为d s = R d θ． 重力的大小为：G = mg ，方向竖直向下，与位移元的夹角为π + θ，所做的功元为，积分得重力所做的功为．摩擦力的大小为：f = μk N = μk mg cos θ，方向与弧位移的方向相反，所做的功元为，积分得摩擦力所做的功为．要使雪橇缓慢地匀速移动，雪橇受的重力、摩擦力和马的拉力就是平衡力，即，或者 ．/2`cos 452mmv v =︒0cos θd s G 1d d cos(/2)d W G s G s θ=⋅=+πsin d mgR θθ=-454510(sin )d cos W mgR mgR θθθ︒︒=-=⎰(1mgR =-f 2d d cos d W f s f s =⋅=πcos d k u mg R θθ=-4520(cos )d k W mgR μθθ︒=-⎰450sin k k mgR mgR μθ︒=-=G f F 0F G f ++=()F G f =-+图2.17拉力的功元为：，拉力所做的功为．由此可见，重力和摩擦力都做负功，拉力做正功．2．18 一质量为m 的质点拴在细绳的一端，绳的另一端固定，此质点在粗糙水平面上作半径为r 的圆周运动．设质点最初的速率是v 0，当它运动1周时，其速率变为v 0/2，求：（1）摩擦力所做的功； （2）滑动摩擦因数；（3）在静止以前质点运动了多少圈？[解答] （1）质点的初动能为：E 1 = mv 02/2， 末动能为：E 2 = mv 2/2 = mv 02/8，动能的增量为：ΔE k = E 2 – E 1 = -3mv 02/8， 这就是摩擦力所做的功W ．（2）由于d W = -f d s = -μk N d s = -μk mgr d θ，积分得：．由于W = ΔE ，可得滑动摩擦因数为．（3）在自然坐标中，质点的切向加速度为：a t = f/m = -μk g ， 根据公式v t 2 – v o 2 = 2a t s ，可得质点运动的弧长为，圈数为 n = s/2πr = 4/3．[注意]根据用动能定理，摩擦力所做的功等于质点动能的增量：-fs = ΔE k ， 可得 s = -ΔE k /f ，由此也能计算弧长和圈数。
清华大学《大学物理》习题库试题及答案
清华大学《大学物理》习题库试题及答案一、选择题1．4351：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发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速)(A) c ·∆t (B) v ·∆t (C) (D)［ ］2．4352一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为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：(c 表示真空中光速) (A) (B) (C) (D)［ ］3．8015：有下列几种说法：(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。
若问其中哪些说法是正确的，答案是(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 ［ ］4．4164：在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的(3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些(A) (1)，(3)，(4) (B) (1)，(2)，(4) (C) (1)，(2)，(3) (D) (2)，(3)，(4) ［ ］5．4169在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)(A) (4/5) c (B) (3/5) c (C) (2/5) c (D) (1/5) c ［ ］6．4356：一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行。
大学物理二练习册答案
3. 如图所示，一电容器由两个同轴圆筒组成，内筒半径为 a，外筒半径为 b，筒长都是 L，中间充满相对介电常量为r 的各向同性均匀电介质． 内、 外筒分别带有等量异号电荷+Q 和-Q．设 (b- a) << a，L >> b，可以忽略边缘效应，求： (1) 圆柱形电容器的电容； (2) 电容器贮存的能量．
思考题 3：有一上下极板成 θ 角的非平行板电容器（长为 a ,宽为 b） ，其电 容如何计算？
参考解答： 设 一 平 行 板 电 容 器 是 由 长 为 a , 宽 为 b 的 两 导 体板 构 成 , 板 间 距 为 d , 则 电 容 为
ab , 若该电容器沿两极板的长度同一方向有 d x的长度增 d a (b d x ) a d x 量,则电容为 C C0 , 在此基础上推广到 d d
L b a
解：由题给条件 ( b a) a 和 L b ，忽略边缘效应, 应用高斯定理可求出两 筒之间的场强为： 两筒间的电势差 电容器的电容 电容器贮存的能量
E Q /(2 0 r Lr )
b
U
Q dr Q b ln 2 0 r L r 2 0 r L a a
3
参考解答： 由极性分子组成的电介质（极性电介质）放在外电场中时，极性分子的固有电矩将沿外 电场的方向取向而使电介质极化。 由于极性分子还有无规则热运动存在， 这种取向不可能完 全整齐。 当电介质的温度升高时，极性分子的无规则热运动更加剧烈，取向更加不整齐，极化的 pi 效果更差。此情形下，电极化强度 P 将会比温度升高前减小。 V 在电介质中的电场 E 不太强时，各向同性电介质的 P 和 E 间的关系为 P 0 ( r 1) E . 很明显，在同样的电场下，当温度升高后，相对介电常量 εr 要减小。
大学物理实验作业答案(全部)
大学物理实验作业答案(全部)篇一：大学物理实验第二版课后作业参考答案清华大学出版社作业参考答案1、（1）±或±（2）±或±（3）±（4）±℃（5）±2、（1）2位（2）7位（3）5位（4）6位（5）5位（6）2位3、(1) 299300=?105；983±4=????102；=?10?3?=????10?3；32476?105=?109； (2) =?104mg=?10?2Kg(3) m=±=(±)?105g=(±)?108mg (4) t?±=±=(±)×10-1 min4、（1）N=±（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=?102mm 280mm= （4）L=（±）?104mm（5）?=“”?400?1500??103 （6）?115、（1）X=(+++++++)=?88= ??={8?1 [()8?12+ ()2+ ()2+()2+ ()2+ ()2 +()2+ ()2]}12?～０.009cmX=X±?x=±或 X=X±?x=± E=?100%=%或E=?100% =%注：使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑，最后结果应按照教材P6的“不确定度取位规则”和“测量有效数字取位规则”。
(2)、X=（+++++）== 661??={6?1(6?12+ + ++ + )}12=? 30?100%=%X±?x=±=(3)X= （+++++）=?6612?x=[6?1(6?12+ + ++ + )]=?30?100%=%X±?x=±=?6、（1）N?N??A???B???C? ? ????????A??B??C?22222??2?????（2）P??U???R?P?U??R?（3）㏑f=㏑U +㏑V - ㏑(U-V)dfdUdVd?U?V??11?1??1dU???=??+????dVfUVU?V?UU?V??VU?V?VUdU?dVUU?VVU?V22=-?????fVU??????? U?V????f?UU?V??VU?V?(4)㏑N=㏑m+㏑g + ㏑r+㏑R +2㏑T-2㏑4?- ㏑l ? ㏑N1? ㏑ N1?㏑ N1? ㏑ N?? ? ?0?mm?rr?RR?g2?lnN?lnN2?lnN1?0 ? ?? ???TT?ll?N???m???r???R??2?T???l?? ????????????????? N???m??r??R??T??l???22222127、??mm4m4???2??V12?dh?????????2????????2??????m???d???h?=????????? ?????????????2222223??=×≈≈∴?????±8．解：a?3?????100％≈％1?a1?a2?a3?a4?a5??1???????? 552s?a???4a?4???1?? ?A????????;?B?5(5?1)????12?a?A??B?????s?2a?a?2?????L?4?a?4?? ∴ S±?s=±???100％=5％ ?L±?L?? L:??100%=％9、四则运算法(1) (2)+ ——————————∴ += ∴ =(3)8 3 4. 5× 2 3. 9——————— 7 5 1 0 5 2 5 0 3 531 6 6 9———————1 9 9 4 5∴×＝?104 (4)∴÷=132 (5)??2? (6) .8?(7) =(8) ?10?5+2345=2345 (9)??(10) ?105+2345=?105?????? += += + =???(11)(12)?????==3?103310．由不确定度传递公式计算下列函数。
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(3) m=312.670±0.002Kg=(3.1267±0.00002)?105g=(3.12670±0.00002)?108mg (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=2.8?102mm 280mm=28.0cm （4）L=（3.8±0.2）?104mm
（5）0.0221?0.0221=“0.00048841”?0.000488
400?1500
?4.10?103 （6）
5(5?1)??
??
1
2
?a?A??B?0.022?0.032?0.036?0.04cm
?s?2a?a?2?2.00?0.04?0.16cm2?0.2cm2?L?4?a?4?0.04?0.2cm ∴ S±?s=4.0±0.2cm2
?s0.2??100％=5％ S4.0?0.2
L±?L?8.0?0.2cm L:??100%=2.5％
∴?????11.08±
8． 解：a?
3
??
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?
0.09
?100％≈0.81％ 11.08
1
?a1?a2?a3?a4?a5??1??2.01?2.00?2.04?1.98?1.97??2.00cm 55
2
s?a?2.002?4.00cm2L?4a?4?2.00?8.00cm
大学物理第二册习题答案详解
(2)电荷增加，场强变大，电势差不变，电容变大，电容器储能增加。
9-4电容分别为C1，C2的两个电容器，将它们并联后用电压U充电与将它们串联后用电压2U充电的两种情况下，哪一种电容器组合储存的电量多？哪一种储存的电能大？
(1)A板 上电荷守恒，且为等势体
（1）
（2）
＝－2.0×10－7C
QB＝－1.0×10－7C
＝2.26×103V
(2)当A，B两板间充满相对介电常量εr时
（1）
（2）
＝0.86×10－7C
QB＝－2.14×10－7C
＝9.7×102V
＝－2.0×10－7C
QB＝－1.0×10－7C
＝2.26×103V
题8-19图
［ ］
(2) 电荷在 点产生电势，以
同理 产生
半圆环产生
∴
8-20两半径分别为R1和R2(R2＞R1)，带等值导号电荷的无限长同轴圆柱面，电荷线密度为±λ，求两圆柱面间的电势差.
解：在两圆柱面间的电场强度,根据高斯定理
得：
两导体的电势差，由定义
得：
第九章
9-1若一带电导体表面上某点电荷面密度为σ，则该点外侧附近场强为σ/ε0，如果将另一带电体移近，该点场强是否改变？公式Ε＝σ/ε0是否仍成立？
∴2+3= 0 (1)
2= -3
解:题中的两种说法均不对．第一种说法中把两带电板视为点电荷是不对的，第二种说法把合场强 看成是一个带电板在另一带电板处的场强也是不对的．正确解答应为一个板的电场为 ，另一板受它的作用力 ，这是两板间相互作用的电场力．
8-3一个点电荷q放在球形高斯面的中心，试问在下列情况下，穿过这高斯面的E通量是否改变？高斯面上各点的场强E是否改变？
大学物理第二版下册课后习题答案
大学物理第二版下册课后习题答案【篇一：大学物理_上海交通大学_第四版-下册课后题全部答案】．直角三角形abc的a点上，有电荷q1q2??4.8?10?9?1.8?10?9c，b点上有电荷?0.03mc，试求c点的电场强度(设bc?0.04m，ac?i)。
解：q1在c点产生的场强：?e1?q14??0racq22，?j24??0rbq2在c点产生的场强：c?????44e?e?e?2.7?10i?1.8?10j； 12∴c点的电场强度：?e2?，?c点的合场强：e??3.24?104v1.8?33.7?3342?m，i2.7方向如图：。
11-2．用细的塑料棒弯成半径为50cm的圆环，两端间空隙为2cm，电量为3.12?10?9c和方向。
xl?2?r?d?3.12m解：∵棒长为，??arctanl∴电荷线密度：可利用补偿法，若有一均匀带电闭合线圈，则圆心处的合场强为0，有一段空隙，则圆心处场强等于闭合线圈产生电场再减去d?0.02m长的带电棒在该点产生的场强，即所求问题转化为求缺口处带负电荷的塑料棒在o点产生的场强。
解法1：利用微元积分：deox?eo?14??0???q?1.0?10?9c?m?1?rd?r2cos?，?4??0r?2??∴解法2：直接利用点电荷场强公式：????cos?d??4??0r?2sin???d4??0r2?0.72v?m?1；由于d??r，该小段可看成点电荷：q???deo?q?2?2.0?10?11c，4??0r(0.5)则圆心处场强：。
方向由圆心指向缝隙处。
11-3．将一“无限长”带电细线弯成图示形状，设电荷均匀分布，电荷线密度为?，四分之一圆弧ab的半径为r，试求圆?9.0?10?92.0?10?112?0.72v?m?1心o点的场强。
解：以o为坐标原点建立xoy坐标，如图所示。
①对于半无限长导线a?在o点的场强：???e?(cos?cos?)?ax4??r2?0????e?(sin?sin?)ay?4??r20有：?②对于半无限长导线b?在o点的场强：???e?(sin??sin)?bx4??r2?0? ???e?(cos?cos?)by?4??r20有：??ey③对于ab??eabx????e??aby??圆弧在o点的场强：有：?cos?d???20?4??0r4??0r2(sin?2?sin?)???4??0rsin?d????4??0r(cos?2?cos?)∴总场强：eox??4??0r，eoy??4??0r，得：?eo??4??0r??(i?j)。
大学物理实验答案2
5、交流电路中，如何表示电压和电流的大小和相位的变化？
用复数及矢量图解法来表示。
6、什么是RLC串联谐振？谐振时回路参数有何特征？
RLC串联电路中，当信号的频率f为谐振频率 ，即感抗与容抗相等（ ）时，电路的阻抗有最小值（Z=R），电流有最大值（ ），电路为纯电阻，这种现象称为RLC串联谐振。谐振时，有品质因数 ，通频带 ， 。
3、怎样准确读出可动反射镜 的位置？
先从主尺上读出整数部分，再从粗动手轮上读出小数点后第一、第二位数，最后从微动手轮上读出小数点后第三、第四位数并加一位估计数字，即最后一位小数为估计数字。
4、在迈克尔逊干涉仪的一臂中，垂直插入折射率为1.45的透明薄膜，此时视场中观察到15个条纹移动，若所用照明光波长为500nm，求该薄膜的厚度。
游标经过圆盘零点：
不经过圆盘零点：
9、在实验中如何确定最小偏向角的位置？
向一个方向缓慢的转动游标盘（连同三棱镜），并用望远镜跟踪狭缝像，在望远镜中观察狭缝像的移动情况，当随着游标盘转动而向某方向移动的狭缝像，正要开始向相反方向移动时，固定游标盘，此时确定的角度即是最小偏向角。
10、测量三棱镜折射率实验中，从对准平行光管的位置开始转动望远镜，看到的折射谱线颜色排列顺序是什么？
实验16用分光计研究光栅光谱
1、光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?在上述两种光谱中，哪种颜色的光偏转最大?
光栅光谱——依据光栅衍射产生色散形成。同一级次K，λ↑→φ↑，所以可见光中的红光衍射角最大。棱镜光谱——根据不同的光在玻璃中的折射率不同而产生色散。λ↑→n↓→偏向角δ↓，故紫光偏转最大。
2、什么是光栅常数及光栅分辨力？如何测定？
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《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±0.001v2、（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）31010.460.1160.121500400⨯≈⨯⨯5、（1）X =81(4.113+4.198+4.152+4.147+4.166+4.154+4.132+4.170)=81⨯33.232=4.154cm X ∆={()1881-⨯ [(4.154-4.113)2+ (4.154-4.198)2+ (4.154-4.152)2+(4.154-4.147)2+ (4.154-4.166)2+ (4.154-4.154)2 +(4.154-4.132)2+ (4.154-4.170)2]}21 ≈0.00904～０.009cmX =X ±x ∆=4.154±0.009cm 或 X =X ±x ∆=4.15±0.01cm E =154.4009.0⨯100%=0.22% 或 E =15.401.0⨯100% =0.23%注：使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑，最后结果应按照教材P6的“不确定度取位规则”和“测量有效数字取位规则”。
(2)、X =61（2.904+2.902+2.900+2.903+2.900+2.904）=6413.17=2.902167cm X ∆={()1661-⨯(0.0022+ 0.0002+ 0.0022+0.0012+ 0.0022+ 0.0022)}21=30000017.0≈0.0008cm X ±x ∆=2.9022±0.0008cm E =9022.20008.0⨯100%=0.028%(3)X =61（2.010+2.010+2.011+2.012+2.009+1.980）=6032.12≈2.0053cm x ∆=[()1661-⨯(0.00472+ 0.00472+ 0.00572+0.00672+ 0.00372+ 0.02532)]21=3000077534.0≈0.005cmX ±x ∆=2.005±0.005cm E =005.2005.0⨯100%=0.25% 6、（1）=∆N N 222⎪⎭⎫⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆C B A C B A（2）222⎪⎭⎫⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆R U P R U P（3）㏑f =㏑U +㏑V - ㏑(U -V )()V U V U d V dV U dU f df ---+==⎪⎭⎫ ⎝⎛--V U U 11dU +dV V U V ⎪⎭⎫ ⎝⎛-+11=-()()dV VU V UdU V U U V -+-(4)㏑N =㏑m +㏑g + ㏑r +㏑R +2㏑T -2㏑π4- ㏑l 7、3222084.1112.404.2142.318.1494441cm g h d m h d m V m =⨯⨯⨯====ππρ 2222⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆h d m h d m ρρ=22204.201.004.201.0218.14905.0⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛00735.0≈ρ∆=0.00735×11.083≈0.081≈0.093cm g∴=∆±ρρ11.08±0.093cm g⨯=∆08.1109.0ρρ100％≈0.81％ 8． 解：()()cm a a a a a a 00.297.198.104.200.201.2515154321=++++⨯=++++=()cm A 02.003.002.004.000.001.0)15(512122222≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++-=∆;cm B 03.0305.0==∆ ∴ S ±s ∆=4.0±0.22cm ⨯=∆0.42.0S s 100％=5％L ±cm L 2.00.8±=∆ %1000.82.0:⨯=∆L L =2.5％ 9、四则运算法(1) 478.2 (2) 49.27+ 3.462 - 3.4 ————— ————— 481.662 45.87∴ 478.2+3.462=481.7 ∴ 49.27-3.4=45.9(3) 8 3 4. 5× 2 3. 9 ——————— 7 5 1 0 52 5 03 5 1 6 6 9——————— 1 9 9 4 4.5 5∴ 834.5×23.9＝1.994410⨯(4)∴ 2569.4÷19.5=132 (5)()66.53325.72= (6) 73.58.32=(7) 357.7lg =0.8667 0.86670 (8) 2.0510-⨯+2345=2345 (9)000.20.38000.760.200.40000.76==- (10) 2.00510⨯+2345=2.02510⨯(11)()()000.100.7700.98412.46.50.100⨯-+⨯ +110.0=000.100.210.100.100⨯⨯ +110.0=4.76 + 110.0=114.8(12)()398.10811.304678.89-⨯=310.104678.89⨯=310⨯10．由不确定度传递公式计算下列函数。
P741.设电阻箱的额定功率w P 5.0=，问当取值Ω=6.4321R 时允许通过的电流等于多少？ 解：A R P I 02236.010005.0===取mA 3.22 1．电阻箱的准确度等级为0.2级，当取值为56.3Ω时，其误差R ∆等于多少？解：Ω≈=⨯==∆=⨯+=+=∆2.01246.03.56002213.0%2213.0%2213.0)%3.5662.02.0()%(R R m b R R R ε P811．设负载电阻Ω=500R ，要求控制电流范围mA 0.8~4.1，试设计一个制流电路。
解：V A R I E 45000080.0max =Ω⨯=•=2．本实验用的量程3V 的直流电压表，准确度等级为0.1级，当读数为2.624V 时，其误差等于多少？如果是一次测量，那么应该怎样表达？解：V A m V 03.03%1%=⨯==∆ε 一次测量表达式 2.620.03V V =±3．准确度等级为0.1级，额定功率为0.25W 的电阻箱，若电源为6V ，电阻箱分别取值43.7Ω和12.5Ω。
是否安全？ 解：电阻箱额定电流mA A RPI 158158.01025.0====额 P284. 用游标卡尺测量空心圆柱体体积：外径D 1=15.92, 15.90, 15.92, 15.88, 15.90mm ；内径D 2=11.92, 11.96, 11.96, 11.98, 11.94mm ；长度L=30.00, 29.98, 29.98, 30.02, 29.98mm ；请列表计算体积，用不确定度表示结果。
解 计算A 类分量（提示：△A ()()112--=∑=n n xxni i）1A ∆=公式…=代入数据…=0.0075mm ；2A ∆=…=…=0.0102mm ；3A ∆=…=…=0.0080mm 计算B 类分量（提示：△B =3仪∆）1B ∆=2B ∆=3B ∆=0.0115≈0.02mm*合成不确定度1∆=公式…=代入数据…=0.0225≈0.03mm ；2∆=公式…=代入数据…=0.0214≈0.03mm ；3∆=公式…=代入数据…=0.0215≈0.03mm1D ±1∆=15.90±0.03mm;2D ±2∆=11.95±0.03mm;L ±3∆=29.99±0.03mm()=⋅-=L D D V 222141π代入数据…=2593.2mm 3V V ∆=2322212212121222122⎪⎭⎫ ⎝⎛∆⋅+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆⋅-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆⋅-LD D D D D D =代入数据…=0.0078 V ∆=20.22696≈0.02×103mm 3V =(2.59±0.02)×103mm 3 或V =(2.59±0.03)×103mm3注：使用计算器时计算过程中有效数字的位数可以不考虑，最后结果应按照教材P7的“不确定度取位规则”和“测量有效数字取位规则”。
5．要测量一块尺寸约为100×6×3（mm 3）的金属片的体积，其长、宽、高进行单次测量，要求测量的相对误差小于1.5%，请自选适当的测量仪器。
解%5.1)()()(222≤∆+∆+∆=∆CB A VC B A v ； 依均分误差原则，令3%)5.1()()()(2222≤∆=∆=∆C B A C B A ；即3%5.1≤∆=∆=∆C B A C B A ；从最经济角度考虑 △A =100×3%5.1=0.87＞0.5mm ，因此长度选用米尺测量；△B =6×3%5.1=0.052＞0.05mm ，因此宽度２０分以上游标卡尺测量；△C =3×3%5.1=0.026＞0.02mm ，因此厚度选用50分游标卡尺测量。