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华南理工大学网络教育大学物理作业

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内容简介:大学物理作业答案 一、选择题第1题, 答案D ,第2题, 答案C , 第3题, 答案A C ,第4题, 答案C ,第5题, 答案B , 第6题, 答案C ,第7题, 答案A D,第8题, 答案A ,第9题, 答案D ,第10题, 答……73,3815196。

大学物理作业答案

一、选择题

第1题, 答案D ,第2题, 答案C , 第3题, 答案A C ,第4题, 答案C ,第5题, 答案B , 第6题, 答案C ,第7题, 答案A D,第8题, 答案A ,第9题, 答案D ,第10题, 答案ADEH 第11题, 答案C ,第12题, 答案C ,第13题, 答案BDF ,第14题, 答案C ,第15题, 答案A , 第16题, 答案ACE ,第17题, 答案AC ,第18题, 答案A ,第19题, 答案A ,第20题, 答案D , 第21题, 答案B ,

二、计第算题

100. 质量为M 的木块静止在光滑的水平面上.质量为m 、速率为v 的子弹沿水平方向打入木块并陷在其中,试计算相对于地面木块对子弹所作的功W 1及子弹对木块所作的功W 2.

解:设子弹打入木块后二者共同运动的速率为V ,水平方向动量守恒,有

m v =(m +M ) V , V =m v /(m +M )

Mm (M +2m ) 21122=-v W 1=mV -m v 22(M +m ) 22木块对子弹作的功

2 Mm 212=v W 2=mV 2 2(M +m ) 2子弹对木块作的功

101. 如图所示,质量为m 2的物体与轻弹簧相连,弹簧另一端与一质量可忽略的挡板连接,静止 v 在光滑的桌面上.弹簧劲度系数为k .今有一质量为m 速度为0的物体向弹簧运动并与挡板正1

碰,求弹簧最大的被压缩量.

解:弹簧被压缩量最大距离时,m 1、m 2相对速度为零.这时

动量守恒 m 1v 0=(m 1+m 2) v

机械能守恒

由上二式可解得弹簧的最大被压缩量为 1112m 1v 0=(m 1+m 2) v 2+kx 2222

x =v 0

102. 一质量为m 的子弹,水平射入悬挂着的静止砂袋中,如图所示.砂袋质量为M ,悬线长为l

m 1m 2k (m 1+m 2)

解:

解:动量守恒

越过最高点条件

机械能守恒

解上三式,可得

103. 如图所示,一内半径为a 、外半径为b 的金属球壳,带有电荷Q ,在球壳空腔内距离球心r 处有一点电荷q .设无限远处为电势零点,试求:

(1) 球壳内外表面上的电荷.

(2) 球心O 点处,由球壳内表面上电荷产生的电势. (3) 球心O 点处的总电势. 解:(1) 由静电感应,金属球壳的内表面上有感生电荷-q ,外表面

上带电荷q+Q.

(2)

(3

104. 图示为一半径为a 的、带有正电荷Q 的导体球.球外有一内半径为b 、外半径为c 的不带电

.

解:

105. 载有电流I 的平面闭合回路由半径为R 1及R 2 (R1 > R2 )的两个同心半圆弧和两个直导线段

组成.已知两个直导线段在半圆弧中心O 点产生的磁感强度均为零.若闭合回路在O 点产生的总的磁感强度B 大于半径为R 2的半圆弧在O 点产生的磁感强度B 2,

(1) 画出载流回路的形状;

(2)

求出O 点的总磁感强度B .

解:(1) 可知 . 故闭合回路形状如图所示

.

(2) ,

O 点处的磁感强度.

R 和2R 的两个载流半圆环在O 点产生的磁感强度的大小分别

为B1和B2.

O 点总磁感强度为 (方向指向纸内)

107. 一无限长的直导线载有如图所示的电流,长度为b 的金属杆CD 与导线共面且垂直, v 相对位置如图.CD 杆以速度平行直线电流运动,求CD 杆中的感应电动势,并判断C 、D 两端哪端电势较高?

I

C v D

a b

解:建立坐标(略) :

方向⊙

感应电动势方向为C→D,D 端电势较高

108有电流的I 长直导线附近,放一导体半圆环MeN 与长直导线共面,且端点MN 的连线与长直 v 导线垂直.半圆环的半径为b ,环心O 与导线相距a .设半圆环以速度 平行导线平移,求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN 两端的电压U M N .

解:动生电动势

为计算简单,可引入一条辅助线MN ,构成闭合回路MeNM, 闭合回路总电动势

负号表示的方向与x 轴相反.

方向N→M

109已知一平面简谐波的表达式为 y =0. 25cos(125t -0. 37x ) (SI)

(1) 分别求x 1

= 10 m,x 2 = 25 m

两点处质点的振动方程;

(2) 求x 1,x 2两点间的振动相位差;

(3) 求x 1点在t = 4 s时的振动位移.

解:(1) x1 = 10 m的振动方程为

(SI)

x2 = 25 m的振动方程为

(SI)

(2) x2与x1两点间相位差

? Df = f2 - f1 = -5.55 rad

(3) x1点在t = 4 s时的振动位移

y = 0.25cos(125×4-3.7) m= 0.249 m

110 一质点按如下规律沿x 轴作简谐振动:x =0. 1cos(8πt +2π) 3 (SI). 求此振动的周期、振幅、初相、速度最大值和加速度最大值.

解: 周期 s ,

振幅 A = 0.1 m,

初相 f = 2p/3,

vmax = w A = 0.8p m/s ( = 2.5 m/s ),

amax = w 2A = 6.4p2 m/s2 ( =63 m/s2 ).

111 图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图,求

(m)

(1) 该波的波动表达式;-

(2) P处质点的振动方程.

解:

(1) O处质点,t = 0 时

所以

又 (0.40/ 0.08) s= 5 s

故波动表达式为 (SI)

(2) P处质点的振动方程为

(SI)

112 如图,一平面波在介质中以波速u = 20 m/s沿x 轴负方向传播,已知y =3?10-2cos 4πt (SI).

以A 点为坐标原点写出波的表达式; B A (1)

(2)

以距A 点5 m

处的B 点为坐标原点,写出波的表达式.

解:(1) 坐标为x 点的振动相位为

波的表达式为 (SI)

(2) 以B 点为坐标原点,则坐标为x 点的振动相位为

(SI)

波的表达式为 (SI)

i (2π?10-2

113 有一平面电磁波其电场强度为 E =100e z -2π?106t ) x ? (SI ) 其中x ?是x 方向的单位矢量.(以下计算中,答案中要写明单位)

(1) 判断电场的振动方向和波传播的方向.

(2) 确定该波的圆频率和波长.

(3) 确定该波的波速.

5i (2π?10-2z -2π?106t

(4) 若此波的磁场强度为 H =2πe ) y ? (SI) A 点的振动方程为

(1) 电场强度振动的方向与平行,波传播方向为

(2) 圆频率 w = 2p×106 Hz = 6.28×106 Hz 波长 l = 2p / k = 2p / 2p×10-2 = 100 m

(3) 波速 u = l / T = w l / 2p = 108 m /s

(4) 坡印亭矢量

平均功率

,S0 = 79.6 J?m-2?s-1 79.6 W (A 表示面积)

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