大学物理-作业与答案.doc

《大学物理》课后作业题 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=0 y方向上的加速度为y=8 所以加速度为8 2、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力。 绳子的拉力F，将其水平和竖直为 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^2 i ＋0 j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＝20 m/s由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。 ，，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。 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 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，求这两个电容器并联前后总能量的变化。 （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？ : (a)长直电流对点O而言，有Id? (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。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。 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。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