大学物理作业答案讲课教案.ppt

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1、习题答案2.2一自由落体在最后1S内通过了其全程距离的一半．试求出该落体下落的距离及所用时间设该落体下落的距离为h,所用的时间为t由题意可知即得所以2.3一钢球从一建筑物的屋顶由静止开始自由下落．建筑物内一观察者站在高度为1.3M的窗前，发现钢球从窗的最上端落至最下端用了1/8S．钢球继续下落，2.0S后，与水平地面发生完全弹性碰撞并上升至窗的最下端，试求该建筑物的高度设钢体由屋顶下落到窗下端的时间是t1，下落的总时间为t，建筑物的高度为h由题意可知（1）因为钢球从窗下端落至地面的时间为1s所以（2）因

2、为（3）综合（1）（2）（3）式可得h=22.1m2.7.在玻尔的氢原子模型中，电子围绕原子核作匀速圆周运动，在半径为M的轨道上，其速度为M/S，求氢原子中电子的加速度．设氢原子中电子的加速度为a，作匀速圆周运动时所受的向心力为F则由题意可知v=(m/s),r=(m)代入可得2.15.一人欲划船渡过500M宽的河流．他相对于水的速度为3000M/H，水流速度为2000M/H．设人在岸上的行走速度为5000M/H，(A)为了在最短时间内达到河对岸正对出发点的位置，此人需选择怎样的路线?(B)该最短时间为多

3、少?设船渡河的方向与垂直岸边方向的夹角为θ，船渡河所花时间为t1，上岸后人在对岸行走的时间为t2，到达河对岸正对出发点的位置的总时间为t=t1+t2，相对水的速度为v1=3000,水流速度为v2=2000,在岸上行走的速度为v3=5000。由题意可知，河宽h=500m，则，代入得2.15当时，由于t=f(θ)在此区间内递增所以当sinθ=2/3时当时，，当时t取最小值所以当sinθ=3/7时又因为当θ=0时，t=7/30,比较三个最小值可知当sinθ=3/7时，即船行驶方向与垂直方向夹角为arcsin(

4、3/7)时，到达对岸的时间最短，第三次作业习题答案3.1.两个质量均为M的质点，由长度为的轻绳连接，一恒力F持续地垂直作用于细绳的中点()处(如图)．证明每一个质点在与作用力F垂直的方向上的加速度的大小为式中X是质点与F的垂直距离．讨论当X=L时的情形设轻绳与垂直方向的夹角为θ，质点沿绳方向所受的拉力为，在垂直于F方向所受的力为，在F方向所受的力为由题意可知所以因为，，所以，质点在垂直于F方向上的加速度当x=l时质点在垂直于F方向上的加速度应该是无限大3.5.某物体下落过程中受到空气的阻力，其中是物体的

5、速度、K为与速度无关的常量．(A)求终极速度；(B)将速度对时间作图；(C)将加速度对时间作图；(D)将下落距离对时间作图（A）终极速度v=mg/R（B）（C）（D）3.10.水流冲击涡轮机的碟状叶片，冲击前后水的速率均为V，如图所示．单位时间撞击叶片的水量是常量。求水施加在叶片上的力。设水施加在叶片上的力为F则所以3.11.所谓的汤川(YUKAWA)势具有如下形式：它相当好地描述了核子间的相互作用．这里常量,．(A)给出相应的作用力的表达式；(B)说明该种作用力的短程性质，并计算当、及时的作用力与时的

6、作用力之比．（A）作用力(B)由（A）可知当时F趋近于0又3.11所以可得所以当时当时当时3.14.一弹性绳悬挂一质量为M的质点，从水平位置开始静止释放，此时弹性绳处于原长状态．(A)从动力学及能量考虑，证明当伸长量与原长L相比较小时，可以表示为；其中K为弹性绳的劲度系数，注意K越大，越小，故近似越好；(B)在上述情形中，试证明质点运动到最低点时的速度为，该速度比悬线为非弹性时(相当于)的速度小，给出该结果的物理解释．（A）设质点在最低点的速度为v则在最低点时，有（1）又由能量守恒定律可知（2）3.14

7、由上述（1）（2）式可得所以当时可得（B）在（A）中情形下将代入（2）式可得质点运动到最低点时的速度为将代入（2）式中可得即所以质点下落时一部分的重力势能转化为弹性势能并且相对于同一个弹性势能大于重力势能，所以v比悬线为非弹性是的速度要小第四次作业习题答案4.4.一半径为R的铅制球体中有一位于球体表面与中心之间的空洞，如图所示．设铅球未挖空前的质量为M'，试求这一中空的铅球与球外一质量为M的质点之间的引力；该质点位于铅球和空洞的连心线上，与铅球的中心距离为D．设铅球未挖空前与质点的引力为F1，铅球被挖去

8、的质量为m1，挖去部分与质点的引力为F2所以由以上三式可得，这一中空的铅球与质点间的引力为：4.5.一质量为220KG的卫星起初在距离地球表面640KM的轨道上运动，(A)确定其速度；(B)求其周期．(C)由于多种原因，卫星每运行一周平均损失机械能1.4×105J．作为近似，可认为卫星的轨道是一个半径逐渐变小的圆形，试确定卫行星运行了1500圈后与地球表面的距离、速度及周期；(D)求平均阻力的大小．(E)在此过程中角动量是否守恒?设卫星贴近