医学物理学习题答案详解

1-4

解:对滑轮:由转动定律2

121()2

T T r J mr αα-== 对1m :11111()m g T m a T m g a -=⇒=- 对2m :22222()K K T m g m a T m a g μμ-=⇒=+ 又因为a r α=得122

m

T T a -=

联立上式得12122

K m g m g

a m m m μ-=++

则2111

12(1)22

K m

m T m g ma m g m

m m μ++

=-=

++

1222212(1)2

2

K K

K m

m T m g m g m g m

m m μμμ++

=+=++

1-5、

解: 以质心为转轴分析,摩擦力矩为转动力矩。因A 、B 、C 的质量与半径相同,故支持力N F 相同。由摩擦力f F =μN F ,摩擦力矩M =f F ·R 可知,三者的摩擦力矩也相同。 圆盘A 的转动惯量A J =

12

m 2r ;实心球B 的转动惯量B J =25m 2

r ;圆环C 的转动惯量C J =

m 2

r 、由M =J α可知B α＞A α＞C α,所以B 先到达,C 最后到达、

1-6、

解:地球自转角速度ω=

2246060

π

⨯⨯,转动惯量

J=

22

mR 5

,则角动量L J ω=,转动动能2

k 1E =J 2

ω

1-7、

解:

00F/S l F E =l/l S l

σε=

=∆∆,将各已知量代入即可求解l ∆

2-1、

①. 皮球在上升与下降阶段均受恒力(重力),因而皮球上下运动不就是简谐振动、

②. 小球在半径很大的光滑凹球面的底部摆动时,所受的力就是指向平衡位置的回复力,且由

于就是小幅度摆动,回复力的大小与位移成正比(类似于单摆的小幅度摆动)。所以此情况下小球小幅度摆动就是简谐振动。

第四章习题答案 4-1、

答:射流在静止气体中喷射时,射流两侧的一部分气体随射流流动,从而在射流两侧形成局部低压区。远处的气压未变,因此远处气体不断流向低压区,以补充被卷吸带走的气体,从而形成了射流的卷吸作用。

4-2、

答:对于一定的管子,在流量一定的情况下,管子越粗流速越小;在管子两端压强差一定的情况下,管子越粗流速越快。

4-3、

答:不正确。流量与血管两端的压力差成正比,与流阻成反比,但不能反过来说。由

4

8f

L

R

R

ηπ=

可知,血流阻力的大小与血管的长度与血液粘度成正比,与血管半径的四次方成反比。

4-4、

答:由于血液在血管中流动时,靠血管中心流速最大,越靠外层流速越小,由伯努利方程知流速与压强的关系为反比,这样就在血细胞上产生一个指向血管中心的力,从而产生血细胞轴向集中。

4-5、

答:当血液从主动脉流向外周时,由于需要不断克服摩擦阻力而损耗能量,血压逐渐降低。根据伯肃叶定律,主动脉与大动脉管径大,流阻小,血压降落也小;到小动脉流阻增大,血压降落也增大;至微动脉时流阻急剧增加,血压降落也达最大。

第五章习题答案 5-1、

答:由ε=2

3

k P n 可知,容积减小时,单位体积内分子数密度增大,单位时间内与容

器壁碰撞的分子数增多,引起压强增大。当温度升高时,分子的热运动平均动能增大,单位时间内与容器壁碰撞的次数增多,同样引起压强增大。 5-2、

答:由=P nkT 可知,当P 、T 相同时,两种气体单位体积内的分子数n 相同;不同种类气体的分子质量不同,故而单位体积内气体质量不同。 5-7、

解:因肥皂泡有内外两层膜,增加表面积为224S R π∆=⨯=1×22

10m -

需要做功为α=⋅∆W S =2、5×4

10-J

5-9、

解:设小水滴的半径为r ,大水滴的半径为R 。8个小水滴融合为1个大水滴

3344

8233

ππ⨯=⇒=r R R r =2mm 8个小水滴的表面能2184πα=⨯W r ,大水滴的表面()2

22442παπα==W R r

放出的表面能26121636710πα-∆=-==⨯.W W W r J

第六章习题答案

6-1、

答:内能就是系统状态的单值函数,热力学系统的内能的改变量只决定于初末两个状态,而与所经历的过程无关。热量与功都就是过程量,热力学系统的初末两个状态一定,但就是发生的状态变化过程不同,则热量与功的量值就不同。

○1物体的温度越高,则热量越多。这种说法不正确。物体温度高反映的就是物体的热力学状态,物体处于一定的热力学平衡状态,它既不吸收热量也不放出热量,热量为零。

○2物体的温度越高,则内能越大。这种说法不正确。只能说一定量的理想气体的温度越高,则内能越大。对非理想气体,其内能不仅与温度有关,还与分子之间的相互作用的势能有关。 6-3、

答:0℃的水凝固成冰的过程中放热,Q ＜0;体积增大,对外做功,W ＞0;由

<0Q E W E Q W =∆+⇒∆=-

6-4、

答:不能确定。等容过程对外做功为0,吸收热量Q E =∆;等压过程

21+

()mol

M

Q E R T T M =∆- 6-8、

解:如图所示的循环过程就是由两条等温线与两条绝热线组成,因此该循环为卡诺循环。循环的效率2

1

=1-25%T T η=卡诺 7-3、

解:1、做一高斯面S1,其球心为大球与小球的球心,半径r1>R1

则高斯面内的电量之与

0i

q Q Q =+-=∑

1

1

0E i

S E dS q

φε==

=∑⎰⎰Ò

=0E ∴外