大学物理下期末考试范围其附标准答案

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1、第十二章答案12-2解（1）在金属棒上任取一线点，方向从指向，则方向从指向。（2）在金属棒上任取一线元，方向从指向，则方向从指向。12-3解12-13解利用《大学物理学学习指导》例7-4的结果，有的方向从A指向B。12-14解设时长直导线电流I的方向向上。（1）由长直导线电流I产生的通过矩形线圈ABCD回路面积的磁通为16/16所以（2）当时，表示其方向为逆时针绕向；当，表示其方向为顺时针绕向。12-21解设圆柱形导线半径为R，当时，由安培环路定理可得，磁能密度为取体积为则有第十六章习题答案16-3解简谐振动的振动表达式：x=Acos(wt+j)由图可知，A=

2、4×10-2m，当t=0时，将x=2×10-2m代入简谐振动表达式，得由v=－wAsin(wt+j)，当t=0时，v=－wAsinj由图可知，v>0，即sinj<0，故由，取又因t=1s时，x=2×10-2m，将其代入简谐振动表达式，得，由t=1s时，知，，取，16/16习题解答16-3图即质点作简谐振动的振动表达式为16-6解（1）已知A=0.24m，，如选x轴向上为正方向。已知初始条件x0=0.12m，v0>0即0.12=0.24cosj，而v0=－Awsinj>0，sinj<0，取，故（2）如图所示坐标中，在平衡位置上方0.12m，即x=0.12m处，有

3、习题解答16-6图因为所求时间为最短时间，故物体从初始位置向下运动，v<0。16-10解（1）由振动方程知，A=0.6m，w=5rad/s故振动周期：（2）t=0时，由振动方程得：x0=－0.60m（3）由旋转矢量法知，此时的位相：速度16/16加速度所受力F=ma=0.2×(－7.5)=－1.5N（4）设质点在x处的动能与势能相等，由于简谐振动能量守恒，即：故有：即可得：【16-14】解：（1）据题意，两质点振动方程分别为：（2）P、Q两质点的速度及加速度表达分别为：当t=1s时，有：16/16（3）由相位差可见，P点的相比Q点的相位超前。【16-15】解：

4、（1）由题意得初始条件：可得：在平衡位置的动能就是质点的总能量可求得：则振动表达式为：（2）初始位置势能当t=0时，【16-16】解：（1）由初始条件：可知，且16/16则振动表达式为：当t=0.5s时，（2）t=0.5s时，小球所受力：f=ma=m(-w2x)=1.48×10-3N因t=0.5s时，小球的位置在x=－6.00×10-2m处，即小球在x轴负方向，而f的方向是沿x轴正方向，总是指向平衡位置。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。（3）从初始位置x0=1.2×10-1m到x=1.2×10-1m所需最短时间设为t，由旋转矢量法知，则从x0到x最短相位变化为：所以（4

5、）因为u=－wAsin(wt+j)在x=－1.2×10-1m处,=2.96×10-1m/s2（5）t=4s时，=5.33×10-4J16/16=1.77×10-4JE总=Ek+Ep=5.33×10-4+1.77×10-4=7.10×10-4J第十七章习题答案17-2解（1）如图所示，可知，波长l=0.8m振幅A=0.5m频率习题解答17-2图周期（2）平面简谐波标准波`动方程为：由图可知，当t=0，x=0时，y=A=0.5m，故j=0。将A、w(w=2pv)、u、j代入波动方程，得：17-3解（1）如图所示，对于O点，t=0时，y=0，故习题解答17-3图再由

6、该列波的传播方向可知，v0<0取由图题17-3可知，，且u=0.08m/s，则可得O点振动表达式为：（2）已知该波沿x轴正方向传播，u=0.08m/s，以及O点振动表达式，波动方程为：16/16（3）将x=l=0.40m代入上式，P点振动方程为（4）图中虚线为下一时刻波形，由图可知，a点向下运动，b点向上运动。17-4解（1）平面简谐波标准波动方程为：由图可知，A=0.2m对于图中O点，有：x=0，y=0.2m，代入标准波动方程得故对于O点，t=0时的初始相位图中P点相位始终落后O点时间，即相位落后，故t=0时，P点初相位jP=0。（2）由u=36m/s，l=

7、0.4m知，故根据平面简谐波的标准波动方程可知，该波的波动方程为17-9解（1）为单位时间通过截面的平均能量，有：16/16（2）I为单位时间通过垂直于波的传播方向单位面积的平均能量，有：（3）据平均能量密度和I与u的关系，有：17-13解（1）由O点的振动方程及波长得入射波波动方程：该波在B点的振动方程为：（x=L=2.1m）由B点为波节知，反射波在B点的振动方程为：由反射波在B点的振动方程，以及任一点P与B点的位相差，可得反射波波动方程为：式中，原点初位相最后取小于2p的值。16/16（2）由及B点为波节，而相邻波节间距为，可知OB之间波节位置分别为：x=

8、0，0.7m，1.4m，2.1m（3）