大学物理练习册解答2

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1、大学物理练习册解答二一．振动与波振动（一）振动（二）波动（一）波动（二）二．波动光学光的干涉（一）光的干涉（二）光的衍射（一）光的衍射（二）光的偏振三．近代物理基础狭义相对论（一）狭义相对论（二）近代物理（一）近代物理（二）近代物理（三）激光31振动(一)一、选择题BCBDA二、填空题1．解：f2－f1=f3－f2=2p/3旋转矢量图见图振动曲线见图2.(SI)3.0，9.4cm/s-Ax2AA/2x14.x1曲线见图x2曲线见图5.三、计算题1.解：(1)，∴周期xO(2)(3)当时，从振幅矢量图可知，

2、初相∴振动函数为2.解：弹簧劲度系数静止时弹簧伸长量为31(1)设向下为正方向，则（若设向上为正方向，则）；振动函数为(2)物体在平衡位置上方5cm（即0.05m），此时弹簧的净伸长为弹簧对物体的拉力(3)5cm是振幅之半，物体从平衡位置到振幅之半所需最短时间是，∴3．解：(1)容器中每滴入一油滴的前后，水平方向动量值不变，而且在容器回到O点滴入下一油滴前，水平方向动量的大小与刚滴入上一油滴后的瞬间后的相同。依此，设容器第一次过O点油滴滴入前的速度为v，刚滴入第个油滴后的速度为v′,则有①3分系统机械能守

3、恒②2分③2分由①、②、③、解出2分(2)时间间隔(tn+1-tn)应等于第n滴油滴入容器后振动系统周期Tn的一半．3分4．解：由旋转矢量图和

4、vA

5、=

6、vB

7、可知T/2=4秒，∴T=8s，n=(1/8)s-1，w=2pn=(p/4)s-13分(1)以的中点为坐标原点，x轴指向右方．t=0时，cmt=2s时，cm由上二式解得tgf=1因为在A点质点的速度大于零，所以f=-3p/4或5p/4（如图）2分cm1分∴振动方程(SI)1分31(2)速率(SI)2分当t=0时，质点在A点m/

8、s1分5*．解：令q为杆和竖直线之间的夹角．运动方程为：3分q很小时，sinq≈q，cosq≈1所以：2分上式中是杆绕其一端的转动惯量，所以可知杆作角谐振动，并得到2分1分31振动(二)一、选择题ADDBB二、填空题1．T/8，3T/82．3．动能曲线见图势能曲线见图机械能曲线见图4．0.025．0三、计算题1.解：设小球的质量为m，则弹簧的劲度系数．选平衡位置为原点，向下为正方向．小球在x处时，根据牛顿第二定律得将代入整理后得∴此振动为简谐振动，其角频率为．3分2分设振动表达式为由题意：t=0时，x0=

9、A=m，v0=0，解得f=01分∴2分2．解一：(1)取平衡位置为原点，向下为x正方向．设物体在平衡位置时弹簧的伸长量为Dl，则有,加拉力F后弹簧又伸长x0，则解得F=kx0　2分由题意，t=0时v0=0；x=x0则2分又由题给物体振动周期s,可得角频率,∴N1分(2)平衡位置以下1cm处：2分J2分31=4.44×10-4J1分解二：(1)从静止释放，显然拉长量等于振幅A（5cm），2分，n=1.5Hz2分∴F=0.444N1分(2)总能量J2分当x=1cm时，x=A/5，Ep占总能量的1/25，EK

10、占24/25．2分∴J，J1分3．解：(1)选地心为x坐标原点，向上为x轴正方向．质量为m的物体在地球内部距地心为x处受到的地心引力为3分由牛顿第二定律得，1分令，则．显然物体作简谐振动．2分(2)已知G=6.67×10-11N·m2·kg-2，r=5.5×103kg/m3代入上式T=5.07×103s2分物体从地面落到地心的时间t=T/4=1.27×103s2分4．解：选平板位于正最大位移处时开始计时，平板的振动方程为(SI)(SI)1分(1)对物体有①1分(SI)②物对板的压力为(SI)③2分(2)物

11、体脱离平板时必须N=0，由②式得1分(SI)1分若能脱离必须(SI)即m2分5．解：依合振动的振幅及初相公式可得m31m2分=84.8°=1.48rad2分则所求的合成振动方程为(SI)1分31波动（一）一、选择题CBDCD二、填空题1．(k=1，2，3，…)(k=0,1，2，…)2．3.；4.5．三、计算题1.解：反射波在x点引起的振动相位为3分反射波表达式为(SI)2分或(SI)2．解：=-0.01m1分2分=6.17×103m/s22分313．解：用旋转矢量解此题，如图可得为代表P点振动的旋转矢量.

12、(SI)．3分波的表达式为：(SI)2分PQy4．解：从y－x波形图中可知由振幅矢量图可知由可得5．解：(1)由y－x曲线可知。当时，状态传播了20m，即，，当处，且向上运动，由振幅矢量图可判断所以坐标原点的振动方程为(2)波动方程（沿x轴负向传播）31波动（二）一、选择题BDDAD二、填空题1．2．5J3．相同，．4．5．紫外X射线g射线．三、计算题1.解：(1)由振动曲线可知，P处质点振动方程为(SI)3分(2)波动表达式