大学物理作业题答案解析

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1、二章2-2　质量为16kg的质点在xOy平面内运动，受一恒力作用，力的分量为fx＝6N，fy＝－7N.当t＝0时，x＝y＝0，vx＝－2m·s－1，vy＝0.求当t＝2s时质点的位矢和速度.解：(1)于是质点在时的速度(2)2-6　一颗子弹由枪口射出时速率为v0m·s－1，当子弹在枪筒内被加速时，它所受的合力为F＝(a－bt)N(a，b为常数)，其中t以s为单位：(1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间；(2)求子弹所受的冲量；(3)求子弹的质量.解:(1)由题意，子弹

2、到枪口时，有,得(2)子弹所受的冲量将代入，得(3)由动量定理可求得子弹的质量2-8　如题2-8图所示，一物体质量为2kg，以初速度v0＝3m·s－1从斜面A点处下滑，它与斜面的摩擦力为8N，到达B点后压缩弹簧20cm后停止，然后又被弹回.求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度.　题2-8图解:取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点，弹簧原 长处为弹性势能零点。则由功能原理，有 式中，，再代入有关数据，解得再次运用功能原理，求木块弹回的高度代入有关数据，得,则木块弹回高度五章5-7　试说明下列各

3、量的物理意义.(1)kT；(2)kT；(3)kT；(4)RT；(5)RT；(6)RT.解：()在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为T．()在平衡态下，分子平均平动动能均为.()在平衡态下，自由度为的分子平均总能量均为.()由质量为，摩尔质量为，自由度为的分子组成的系统的内能为.(5)摩尔自由度为的分子组成的系统内能为.(6)摩尔自由度为的分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和为.八章8-4　如题8-4图所示，AB、CD为长直导线，BC为

4、圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为R.若通以电流I，求O点的磁感应强度.解：如题8-4图所示，点磁场由、、三部分电流产生．其中产生产生，方向垂直向里段产生，方向向里∴，方向向里．题8-8图8-8　一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b，c)构成，如题8-8图所示.使用时，电流I从一导体流去，从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内()，(2)两导体之间()，(3)导体圆筒内()，(4)电缆外()各点处磁感应强度的大小.解

5、：(1)(2)(3)(4)8-10　如题8-10图所示，在长直导线AB内通以电流，在矩形线圈CDEF中通有电流，AB与线圈共面，且CD，EF都与AB平行.已知a＝9.0cm，b＝20.0cm，d＝1.0cm，求：(1)导线AB的磁场对矩形线圈每边所作用的力；(2)矩形线圈所受合力和合力矩.解：(1)方向垂直向左，大小同理方向垂直向右，大小方向垂直向上，大小为方向垂直向下，大小为(2)合力方向向左，大小为合力矩∵线圈与导线共面∴．十四章14-11　当基态氢原子被12.09eV的光子激发后，其电子的轨

6、道半径将增加多少倍？解：,,,轨道半径增加到倍.14-20　原子内电子的量子态由n，l，ml，ms四个量子数表征.当n，l，ml一定时，不同的量子态数目是多少？当n，l一定时，不同的量子态数目是多少？当n一定时，不同的量子态数目是多少？解：(1)(2)，每个有个，每个可容纳的个量子态．(3)10章机械振动10-5　有两个同方向、同频率的简谐振动，其合成振动的振幅为0.20m，位相与第一振动的位相差为，已知第一振动的振幅为0.173m，求第二个振动的振幅以及第一、第二两振动的位相差.题10-5图解：由

7、题意可做出旋转矢量图如下．由图知∴设角，则即即，这说明，与间夹角为，即二振动的位相差为.11章机械波11-4　已知波源在原点的一列平面简谐波，波动方程为y＝Acos(Bt－Cx)，其中A，B，C为正值恒量.求：(1)波的振幅、波速、频率、周期与波长；(2)写出传播方向上距离波源为l处一点的振动方程；(3)任一时刻，在波的传播方向上相距为d的两点的位相差.解:(1)已知平面简谐波的波动方程()将上式与波动方程的标准形式比较，可知：波振幅为，频率，波长，波速，波动周期．(2)将代入波动方程即可得到该点的

8、振动方程(3)因任一时刻同一波线上两点之间的位相差为将，及代入上式，即得．11-5　沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为y＝0.05cos(10πt－4πx)，式中x，y以m计，t以s计.求：(1)波的波速、频率和波长；(2)绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度；(3)求x＝0.2m处质点在t＝1s时的位相，它是原点在哪一时刻的位相？这一位相所代表的运动状态在t＝1.25s时刻到达哪一点？解:(1)将题给方程与标准式相比，得振幅，频率，波长，波速．(2)绳上各点的最