大学物理-作业习题解答力学-电磁学

大学物理学练习册（一）参考答案习题解答（力学）练习一一）选择题：1）C；2)B；3)D；4)D；5)D；二）填空题：1）222)(,cosAvytAdtdyv2)302031CtdtCtvvt,400121Cttvxx3)vhhhvm211三）计算题1）解：tataaktaa(t),a,00；annnt)1(aaa(n),20021)()(tatdttaavtvt；32020)(6)(2)21(nanadttatxxn四）证明题：1）解法一：2kvdtdv，kdtvdv2，Cktv1由初始条件可求得：01vC，011vktv，ktvvv001由vdtdx，积分得)1ln(1100000ktvkdtktvvxxtkxektvktvkx1,)1ln(00kxevktvvv0001解法二：由：2kvdxdvvdtdxdxdvdtdv得：kdxvdvkxvv0ln，kxevv0练习二一）选择题：1）B；2）C；3）B；4）B；5）D二）填空题：1）)/(40033),(34smm，与X轴正向成60°角2）B，RAB24；3）cos,singg三）计算题1）设斜面为动系，地面为静系，质点为动点，则有：eravvvsin,cosrayraxvvvuv;gyvr2cos222)sin2()cos2(2222ghuughghghuvsin2sin2tanghughvvaxay2)42232/32,2,22kksmvstRktRvt=1s时，质点P的速度大小为)/(81422smv44222232)(162ttRkRRktRvatRktdtdvantt=1s时，质点P的加速度的大小为22ntaaa)/(5163216222sm练习三一）选择题：1）：C；2）：C；3）：B；4）：E；5）：A；二）填空题：1）：451.5m/s,5600N；2）略；3）：2cos/1三）计算题1）对B：TBsinθ+N=mBgTBcosθ=f对滑轮：TBsinθ+mAg=Tccos30°TBcosθ=Tcsin30°TB=mAg解联立方程，可得θ=30°TB=40NmA=4kgf=320NTc=340N2）-(f阻+f摩)=maf升+N=mgf摩=Nμf升=Cyv2f阻=Cxv220vCmgy)(])([222202vcmgvcmvdvdxdxdvvmdtdxdxdvmvvCvcyxyxmgvccmgccmxmgvccmvdvxdvcmgvcmvdvxdyxyxvvyxxvvyxx2020220ln2,)(00）（）（）（xxxyxxyxxyycccccgvcmmgvcvcccmgvc5.05,2252.0;5151,1.0,5,220202020mmgvcmgcmxxx6.2162ln2255.0ln5.02220练习四一）选择题：1）：A；2）：A；3）：A；4）：C；5）：D；OPR图2.3二）填空题：1）：2Qv,水平向右；2）BBABAmtFmmmmtF211tF,；3）：RF0三）计算题1）jghmimvtFIP2210214405.010240)240(2)(2222arctgvgharctgxNghmmvF为轴夹角方向：与2）(1)水平方向动量守恒：mv0=mv+Mv′即0.01×500=0.01×30+1.5×v′v′=4.7/1.5=3.133m/N8.26nmamgT（2）I=mv-mv0=0.01(30-50)=-4.7Ns方向向左练习五一）选择题：1）：C；2）：D；3）：C；4）：C；5）：D；二）填空题：1）：12J；2）50/mgl；3）：2/kx,2/kx-,202020kx三）计算题：1）ⅰ）引力做功等于石块引力势能的改变：)11(hRRGMmEAPⅱ）石块下落过程中，系统机械能守恒：)11(212hRRGMmmvghRhGMhRRhGMhRRGMv22)(2)11(222ghv22）ⅰ）由功能原理，有：m2ptv,212mvAptⅱ）由牛顿定理，有：dxdvmvdtdxdxdvmdtdvmvpF3/px,3022mvdvmvdvmvpdxv2/32/1333222/3398)89()2(33tmpmtppmmptpmvpmx练习六一）选择题：1）：C；2）：A；3）：C；4）：C；5）：B；二）填空题：1）：4s,-15m/s；2)20;3）：3ml2/4,mgl/2,2g/3l三）计算题：1)解：对m1:21111111121h;T,taJMRamTgmf211112/thRJRmMgRmaF，代入数值，有25642440JMf对m2:22222222221h;T,taJMRamTgmf,222222/thRJRmMgRmaf，代入数值，有62542220JMf求联立方程组，有：)(kg.m1081.3J,(N/m)146.62fM2)设fM为阻力矩，OM为电磁力矩，开启电源时有t,1101JMMfO关闭电源时有t,2202JMf)11(210ttJMO练习七一）选择题：1）：A；2）：B；3）：D；4）：A；5）：B；二）填空题：1）：1kgm2/s,1m/s；2)14(1/s)；3）3/0三）计算题：1)解：ⅰ）0M,01.021f2MRJ325006.05,JTR,2mRJmgRmaTmgⅱ）m0.06Rsh,53220ⅲ）rad/s0.1002）解：ⅰ）子弹击中并嵌入圆盘，忽略摩擦力矩的作用，子弹与圆盘系统的角动量守恒：2202021J,mv,)(MRJmRRJmRRmvⅱ）圆盘获得角速度后，到停止转动，摩擦力矩做功：在圆盘上取一环状面元，质量为rdrdm2；摩擦力矩为：rdmgdMfRMggRdrrgMRf32322302由角动量定理，有：MgmvRMgRmvRMgJmRMLtf23233/2)(002练习八一）选择题：1）：B；2）：C；3）：B；4）：A；5）：C；二）填空题：1）：12J；2）50/mgl；3）：2/kx,2/kx-,202020kx三）计算题：1）滑块与杆碰撞，角动量守恒：lvmJlvm2212lmvvmJvvlm1212212)(3)(在杆上取小段dx,lgxdxmrdfdMldxmdxdmf/,/11,211101glmxdxgmlMlf由冲量矩定理：)(2101Jtglmgmvvmglmvvlmt12121212)(22)(2）在转动过程中，系统机械能守恒，小球与环角动量守恒：过B点时，设小球相对环的速度为v,小球的动能为：)(21222RvmB)/(,)(2000B0020mRJJJmRJBmgRRvmJJBB)(212121222202002120202020021220200]2[]2)([gRmRJJJgRmRJJvB过C点时，小球相对环的速度为vC，0C000,JJCgRgRvmgRmvCC24,2212练习九一）选择题：1）：D；2）：B；3）：A；4）：D；5）：C；二）填空题：1）：aQ/；异；2）qfEqf//21；3）)2(4/20dRRdq三）计算题：1）解：利用场强叠加原理，在半圆上取元弧长，Rddl则RddQ，RdrdQdE02044，sindEdEx220000022)0cos(cos4sin4RQRRdREx由对称性分析可知，0yE2）解：利用场强叠加原理，在半圆上取元弧长，Rddl则dRRddQsin0，dRrdQdEsin440020cos)cos(cosdEdEdEdEx由对称性分析有，0xEdRdEdEdEdEy200sin4sin)sin(sinRdRdREy00200020200422cos14sin4练习十一）选择题：1）：C；2）：A；3）：B；4）：A；5）：D；二）填空题：1）：dEp01；dEp023；2）：rdr2；rdrRQ22；drxrxrRQxrxdq232222023220)(24)(43）：sin0ES三）计算题：2）解：利用场强叠加原理，在半圆上取元弧长，Rddl则可将其视为均匀带电直线，其线电荷密度为：RdlRdldE02；sindEdEz；RdRREz200000)0cos(cos2sin2由对称性分析可知：0yxEE2）：过该圆平面边缘作一半径为22hRr的球冠，则此球冠的球心恰在P处；该球冠的曲面面积为)(22hrrhrS由高斯定理可知，圆平面的电通量等于球冠曲面的通量，故有：)1(2)(2442202020hRhqhrrrqSrqe练习十一一）选择题：1）：C；2）：D；3）：A；4）：B；5）：D；二）填空题：1）：0Q；0,)911(420RQ；2）；cos2PE3）：042)(qq，4321,,,qqqq三）计算题：1）解：作一平面将该平板平分为厚度为2/d的两部分，作OX轴与平面垂直且交于O点：（1）过板外任一点P作圆柱面为高斯面，上下底面平行于平板，面积为S，由高斯定理有：002,/2dESdESSdES（2）与（1）同理，对板内距中性平面为x任一点P有SxSESSdE0/220xE2）利用割补法，补上后，大球在o点产生的场强为：dddrqE032020133444小球在o点产生的场强为：02E，故0213/dEEEO在P点，大球产生的场强为：013/dEP，小球产生的场强为：2033202021234)2(44daadrqEp故：)4(323021dadEEEppp练习十二一）选择题：1）：B；2）：C；3）：D；4）：B；5）：A；二）填空题：1）：Rqqq03214)(；2）：0E，均匀电场；3）：Rq06三）计算题：1）：如图建立坐标系OX轴，lq2/，dxdq，xbxalr2xbxbdxbdxrdqdu)(444000，aallqalablbxbxbdul2ln82ln42ln4)(40002002）由高斯定理可求得电场分布为：2Rr，2031322013)(4rRRrqE12RrR，203132023)(4rRrrqE1Rr，03EldEldEldEldEuRRRrRr221112320313223102213