大学物理-作业与答案

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1、《大学物理》课后作业题专业班级：姓名：学号：作业要求：题目可打印，答案要求手写，该课程考试时交作业。第一章质点力学1、质点的运动函数为：，式中的量均采用SI单位制。求：（1）质点运动的轨道方程；（2）和时，质点的位置、速度和加速度。1、用消元法t=x/2轨迹方程为y=x²+52、运动的合成x方向上的速度为x'=2，y方向上的速度为y'=8t+5将t带入分别求出x和y方向上的速度然后合成x方向上的加速度为x''=0y方向上的加速度为y''=8所以加速度为82、如图所示，把质量为m的小球悬挂在以恒加速度水平运动的小车上，悬线与竖直方向的夹角为，求小车的加速度和绳的张

2、力。绳子的拉力F，将其水平和竖直正交分解为Fsinα和Fcosα竖直：Fcosα=mg水平：Fsinα=maa=gtanα方向水平向右3、一质量为0.10kg的质点由静止开始运动，运动函数为（SI单位）求在t=0到t=2s时间内，作用在该质点上的合力所做的功。质点的速度就是V＝dr/dt＝5*t^2i＋0j即质点是做直线运动，在t＝0时速度为V0＝0；在t＝2秒时，速度为　V1＝5*2^2＝20m/s由动能定理得所求合力做的功是　W合＝（m*V1^2/2）－（m*V0^2/2）＝m*V1^2/2＝0.1*20^2/2＝20焦耳第二章刚体力学1、在图示系统中，滑轮

3、可视为半径为R、质量为m0的匀质圆盘。设绳与滑轮之间无滑动，水平面光滑，并且m1=50kg，m2=200kg，m0=15kg，R=0.10m，求物体的加速度及绳中的张力。解将体系隔离为，，三个部分，对和分别列牛顿方程，有因滑轮与绳子间无滑动，则有运动学条件联立求解由以上四式，可得由此得物体的加速度和绳中的张力为第四章静止电荷的电场1、如图所示：一半径为R的半圆环上均匀分布电荷Q（>0）,求环心处的电场强度。解：由上述分析，点O的电场强度由几何关系，统一积分变量后，有方向沿y轴负方向。2、如图所示：有三个点电荷Q1，Q2，Q3沿一条直线等间距分布，已知其中任一点电

4、荷所受合力均为零，且Q1=Q3=Q。求在固定Q1，Q3的情况下，将Q2从O点移动到无穷远处外力所做的功。解：：由题意Q1所受的合力为零 解得 在任一点电荷所受合力均为零时。并由电势的叠加得Q1、Q3在点O电势将Q2从点O推到无穷远处的过程中，外力作功 第五章静电场中的导体和电介质1、如图所示，一个接地导体球，半径为R，原来不带电，今将一点电荷q放在球外距离球心r的地方，求球上感生电荷总量解：因为导体球接地，故其电势为零，即设导体球上的感应电量为Q由导体是个等势体知：o点的电势也为0由电势叠加原理有关系式：由此解得2、电容均为C的两个电容器分别带电Q和2Q，求这两

5、个电容器并联前后总能量的变化。解在并联之前，两个电容器的总能量为（3分）在并联之后，总电容为，总电量为，于是（3分）并联后总能量的变化为（4分）并联后总能量减少了。这是由于电容并联时极板上的电荷重新分配消耗能量的结果。第六章稳恒电流的磁场1、如图所示，几种不同形状平面载流导线的电流均为I，它们在O点的磁感应强度各为多大？解:(a)长直电流对点O而言，有Idℓ´r=0，因此它在点O产生的磁场为零，则点O处总的磁感强度为1/4圆弧电流所激发，故有方向垂直纸面向外。(b)将载流导线看作圆电流和长直电流，由叠加原理得方向垂直纸面向里。(c)将载流导线看作1/2圆电流和两

6、段半无限长直电流，由叠加原理可得方向垂直纸面向外。2、如图所示，一长直导线通有电流I1=30A，矩形回路通有电流I2=20A。求作用在回路上的合力。已知d=1.0cm，b=8.0cm，l=0.12m。解：如图所示，BC和DA两段导线所受安培力的大小相等，方向相反，两力的矢量和为零。AB和CD两段导线，由于载流导线所在处磁感应强度不等，所受安培力大小不等，且方向相反，因此线框所受的力为这两个力的合力。图（13）故线框所受合力的大小为合力的方向向左，指向直导线。第七章电磁感应位移电流电磁波1、有一面积为0.5m2的平面线圈，把它放入匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直

7、。当dB/dt=2×10-2T·s-1时，线圈中感应电动势的大小是多少？2、如图所示，正方形线圈边长为a，以速率v匀速通过有匀强磁场的正方形区域，以线圈中心为原点做坐标轴x，如果磁感应强度B不随时间变化，磁场中心坐标x=2a，在线圈中心坐标x=0到x=4a范围内，写出线圈中感应电动势关于x的表达式第八章气体动理论无第九章热力学基础1、如图所示，系统由A态经ABC过程到达C态，吸收的热量为350J，同时对外做功为126J。（1）如果沿ADC进行，系统对外做功为42J，则系统吸收了多少热量？（2）如果系统由C态沿CA返回A态，外界对系统做功为84J，则系统吸热多少？

8、解：（1）系统从进行过程