大学物理习题2答案

大学物理习题2答案

【篇一：大学物理习题答案第二章】

1 处于一斜面上的物体，在沿斜面方向的力f作用下，向上滑动。已知斜面长为5.6 m，顶端的高度为3.

2 m，f的大小为100 n，物体的质量为12 kg，物体沿斜面向上滑动的距离为4.0 m，物体与斜面之间的摩擦系数为0.24。求物体在滑动过程中，力f、摩擦力、重力和斜面对物体支撑力各作了多少功？这些力的合力作了多少功？将这些力所作功的代数和与这些力的合力所作的功进行比较，可以得到什么结论？

解物体受力情形如图2-3所示。力f所作的功

；

摩擦力

图2-3

摩擦力所作的功

,

；

重力所作的功

;

支撑力n与物体的位移相垂直，不作功，即

；

这些功的代数和为

.

物体所受合力为

,

合力的功为

.

这表明，物体所受诸力的合力所作的功必定等于各分力所作功的代数和。

2-3 物体在一机械手的推动下沿水平地面作匀加速运动，加速度为0.49 m?s?2 。若动力机械的功率有50%用于克服摩擦力，有50%用于增加速度，求物体与地面的摩擦系数。

解设机械手的推力为f沿水平方向，地面对物体的摩擦力为f，在这些力的作用下物体的加速度为a，根据牛顿第二定律，在水平方向上可以列出下面的方程式

,

在上式两边同乘以v，得

,

上式左边第一项是推力的功率(

是有

)。按题意，推力的功率p是摩擦力功率fv的二倍，于

.

由上式得

,

又有

,

故可解得

.

2-4 有一斜面长5.0 m、顶端高3.0 m，今有一机械手将一个质量为1000 kg的物体以匀速从斜面底部推到顶部，如果机械手推动物体的方向与斜面成30?，斜面与物体的摩擦系数为0.20，求机械手的推力和它对物体所作的功。

解物体受力情况如图2-4所示。取x轴沿斜面向上，y轴垂直于斜面向上。可以列出下面的方程

,(1)

,(2)

. (3)

根据已知条件

, .

由式(2)得

图2-4

.

将上式代入式(3)，得

.

将上式代入式(1)得

,

由此解得

.

推力f所作的功为

.

2-5 有心力是力的方向指向某固定点(称为力心)、

力的大小只决定于受力物体到力心的距离的一种力，万

有引力就是一种有心力。现有一物体受到有心力

的作用(其中m和 ?都是大于零的常量)，从

图2-5 rp 到达rq，求此有心力所作的功，其中rp和rq是以力

心为坐标原点时物体的位置矢量。

解根据题意，画出物体在有心力场中运动的示意图，即图2-5，物体在运动过程中的任意点c处，在有心力f的作用下作位移元dl，力所作的元功为

,

所以，在物体从点p (位置矢量为rp)到达点q (位置矢量为rq)的过程中，f所作的总功为

.

2-6 马拉着质量为100 kg的雪撬以2.0 m?s?1 的匀速率上山，山的坡度为0.05(即每100 m升高5 m)，雪撬与雪地之间的摩擦系数为0.10。求马拉雪撬的功率。

解设山坡的倾角为?，则

.

可列出下面的方程式

,

,

.

式中m、f、f和n分别是雪橇的质量、马的拉力、地面对雪橇的摩擦力和地面对雪橇的支撑力。从以上方程式可解得

,

,

.

于是可以求得马拉雪橇的功率为

.

2-7 机车的功率为2.0?1

06 w，在满功率运行的情况下，在100 s内将列车由静止加速到20 m?s?1 。若忽略摩擦力，试求：

(1)列车的质量；

(2)列车的速率与时间的关系；

(3)机车的拉力与时间的关系；

(4)列车所经过的路程。

【篇二：大学物理2习题答案】

1. 北京正负电子对撞机中电子在周长为l的储存环中作轨道运动。已知电子的动量是p，则偏转磁场的磁感应强度为：（c ） (a)

2. ?p

el

； (b)

4?pel

；(c)

2?pel

； (d) 0。

?

在磁感应强度为b

的均匀磁场中，取一边长为a的立方形闭合面，则通过

该闭合面的磁通量的大小为：（d ） (a)

ab；

2

(b)

2ab

2

； (c) 6ab；

2(d) 0。

3．半径为r的长直圆柱体载流为i，电流i均匀分布在横截面上，则圆柱体内（r ? r）的一点p的磁感应强度的大小为 ( b) (a)

b?

?0i

2?r

； (b)

b?

?0ir

2?r

2

； (c)

b?

?0i

2?r

2

； (d)

b?

?0i

2?r

2

。

4．单色光从空气射入水中，下面哪种说法是正确的( a ) (a) 频率不变，光速变小； (b) 波长不变，频率变大； (c) 波长变短，光速不变；

(d) 波长不变，频率不变.

5.如图,在c点放置点电荷q1,在a点放置点电荷q2,s是包围点电荷

q1的封闭曲面,p点是s曲面上的任意一点.现在把q2从a点移到b 点，则 (d) (a) 通过s面的电通量改变,但p点的电场强度不变； (b) 通过s面的电通量和p点的电场强度都改变； (c) 通过s面的电通量和p点的电场强度都不变； (d) 通过s面的电通量不变,但p点的电

场强度改变。 6．如图所示，两平面玻璃板oa和ob

构成一空气劈尖，一平面单色光垂

7．在均匀磁场中有一电子枪，它可发射出速率分别为v和2v的两

个电子，这两个电子的速度方向相同，且均与磁感应强度b垂直，

则这两个电子绕行一周所需的时间之比为 ( a ) (a) 1:1； (b) 1:2；(c) 2:1； (d) 4:1.

8．如图所示，均匀磁场的磁感强度为b，方向沿y轴正向，欲要使

电量为q的正离子沿x

??

轴正向作匀速直线运动，则必须加一个均匀电场e

，其大小和

方向为(d ) (a) e=

b

?

??，e沿

z轴正向；(b) e=z轴正向；

bv

??，e

沿y轴正向；沿z轴负向。

??

??

9．三根长直载流导线a，b，c平行地置于同一平面内，分别载有

稳恒电流i，2i，3i，电流流向如图所示，导线a与c的距离为d，

若要使导线b受力为零，则导线b与a的距

( a ) (a)

14