贵州大学大学物理作业薄-上-教师版完全版-10 - 副本(1).doc

第一章 质点运动学一、简答题1、路程是标量，位移是矢量；路程表示质点实际运动轨迹的长度，而位移表示始点指向终点的直线距离。2、为描述物体的运动而选取的标准物叫参考系。由于参考系的选取是任意的，选择不同的参考系，对于同一物体运动情况的描述是不同的。讨论物体的运动情况时，必须指明是对什么参考系而言的。地面附近的物体的运动通常取地面为参考系。3、 4、平均加速度 ，瞬时加速度 5、瞬时性、相对性和矢量性。这是因为描述任何质点运动需要选取参照系，而且运动的快慢和方向往往是随时间变化的。6、,其中。方向角7、8、质点是一个理想化的模型,它是实际物体在一定条件下的科学抽象。条件：只要物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关因素或次要因素,物体就能被看作质点。9、该说法是错误的。是随时间逐渐变大的.10、平均速度是总位移除以总时间,而平均速率是总路径长度除以总时间。只有当质点的运动轨迹是直线时二者大小相等。二、选择题1、D 2、D 3、B 4、B 5、D 6、C 7、B 8、C 9、D 10、C 11、A 12、D 13、B 14、D 15、D 16、A 17、B 18、D 19、D 20、D 21、D 22、C 三、填空题1、 。2、 0 和。3、 5.1 ，。4、， 。5、 微分求导 ， 积分 。6、，。7、 圆周 ， 匀速率圆周 。8、 6.28 m ， 8.04 m/s 。9、， 。10、。11、； 。12、 (1) ；(2) 。13、， 。14、15、。16、；。17、18、；。四、计算题1、（1） （2） （3） (4) （5）2、 4、 5、。 。7、(1) (2) 8、(1) 。(2) 当。（3）。9、（1）， 。（2），。 （3） i当， 代入初始条件得： ii当，代入初始条件得： 第二、三章 牛顿力学一、简答题1、驾驶员与前排乘客要系好安全带；市区内限速行驶；保持车距；车内座椅靠背上方乘客头部位置设置头枕等。（只要正确即可）2、原来前面的车速度较慢(或处于静止状态)，当发生“追尾”时，车突然加速，坐在座椅上的人由于惯性，保持原来的慢速运动(或静止)状态，头会突然后仰，这时较软的头枕会保护头和颈部不被撞伤。3、任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其它物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。这个定律说明了物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势。 阐明了惯性和力的概念。4、物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。这个定律定量地描述了力作用的效果，定量地量度了物体的惯性大小。5、(1) 作用力和反作用力是没有主次、先后之分。它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。 （2）它们同时产生、同时消失。 (3)这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。 (4)作用力和反作用力必须是同一性质的力。 (5)作用力和反作用力与参照系无关。6、(1) 牛顿运动定律仅适用于惯性参考系。 (2) 牛顿运动定律仅适用于物体速度比光速低得多的情况，不适用于接近光速的高速运动物体。 (3) 牛顿运动定律一般仅适用于宏观物体。7、牛顿定律一般用来解决两类问题：一类是已知力求运动；另一类是已知运动求力。其中的关键是正确分析物体的受力情况，8、(1) 在力学中最常见的有三种力，即重力、弹性力和摩擦力。 (2) 由于重力来源于地球对物体的引力，因此地球表面附近的一切物体，不论是处于静止或运动状态，都要受到重力的作用。 (3) 弹性力产生在直接接触的物体之间，并以物体的形变为先决条件。 (4) 两个彼此接触而相互挤压的物体之间，当存在着相对运动或相对运动趋势时，在两个物体之间就存在着相互作用的摩擦力。9、不正确。正确答案是两物体同时落地。因为加速度相同。10、电梯下落的加速度等于重力加速度即可；电梯加速上升时。11、因为决定车是否前进的力，是车所受的合力，即马拉车的力地面对车的阻力，当此合力大于零时，车就前进了，与车拉马的力（作用在马上）无关。12、保守力是做功只与物体运动的始末位置有关、而与实际路径无关的力；根据保守力作功的特点可引入势能的概念。13、保守力是做功只与物体运动的始末位置有关，而与实际路径无关的力，可引入相应的势能；非保守力和外力做功与实际路径有关，不能引入相应的势能。14、无论是动能还是势能都是物体或系统运动状态的函数，而功是与物体在外力作用下位置移动的过程相联系的，因此功是一个过程量；功是能量变化的一种量度，能量是物体所具有的做功本领，功和能是既有密切联系，又有区别的两个物理量。15、动量定理常应用于碰撞问题在一定时，越大，则越小，海绵增加了缓冲时间，因此较大，那么鸡蛋受到的平均作用力也会越小，不容易碰碎。16、因为这个过程是一个动量守恒的过程，人从大船跳上岸获得的速度大，因此从大船上容易跳上岸。17、不一定相同。因为动量是矢量，速度大小相同，但不一定速度的方向也一定相同。18、一对内力是作用力与反作用力，但由于相互有作用力的两个质点的位移大小以及位移与力的夹角一般不同，因此一对内力所作功之和不一定为零，如一对摩擦内力的功代数和一般不为零。19、系统的总动量不变，但系统内任一物体的动量是可变的；当系统所受外力不为零，但与系统的内力相比较，外力远小于内力，可近似地认为系统总动量守恒；如果系统所受外力的矢量和不为零，但合外力在某个坐标轴上的分矢量为零，那么在该坐标轴上的分动量守恒；动量守恒定律是物理学最普遍、最基本的定律之一。20、无意义，因为势能是属于系统的，势能是由于系统内各物体间具有保守力作用而产生的，因而它是属于系统的。21、质心与重心是两个既有联系而又不同的概念。质心的位置取决于质点系中质量的分布，与质点是否受重力的作用无关。在质点系的范围不太大，可以认为质点系出于均匀的重力场中，质心与重心是重合的，但当质点系的范围很大时，质心与重心是不重合的。如果离开了地球的引力范围，重心的概念就失去意义，而质心的概念依然有效，质心比重心意义更广泛。二、选择题1、B 2、C 3、B 4、B 5、C 6、C 7、A 8、D 9、B 10、A 11、B 12、C 13、C 14、C 15、C 16、C 17、B 18、A 19、C 20、D 21、C 22、A 23、A 24、C 25、C 26、B 三、填空题1、 。 2、 。3、 。4、 。5、。6、_10J_，速度为 m/s 。7、 0.21 m ； 400J 。8、 290 J (SI)，= 290 J (SI)。9、 140 N.S (SI)， 24 m/s (SI)。10、 -45J ； 75w 。11、 ，动能增量为 0 。12、 -0.207J 。13、 其他形式 能量转化为 机械 能量。14、 。四、计算题1、 2、 3、 4、 5、 .6、 （1） （2） 8、 由牛顿第二定律有： 得：9、 10、m (2) J (3) J 第四章 刚体的转动一、简答题：1、对刚体，由于刚体内各质点间相对位移始终为零，内力总是成对出现，每对内力大小相等，方向相反，在一直线上，故内力矩做功之和一定为零，故刚体绕定轴转动的动能的改变与内力矩无关。2、刚体定轴转动时，若所受合外力矩为零或不受外力矩，则刚体的角动量保持不变。3、与原点有关的物理量为：位矢，角动量。4、第二个盘的动能大。因为由刚体转动动能知，在角速度一样时，转动惯量大的动能大；又因为，第二个转动惯量较大，所以动能较大。5、由刚体转动定律，知，在某一瞬时，刚体在一外力矩作用下，其角加速度不可以为零；由，有，可知其角速度此时可以为零。6、刚体绕定轴转动的转动定律：刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比。表达式为：。7、刚体定轴转动的特点：转轴相对参照系固定，刚体内所有点都具有相同的角位移、角速度、角加速度；质点在垂直转轴的平面内运动，且作圆周运动。刚体的转动通常用转动惯量J、力矩M、角加速度、角动量L等来描述。8、刚体的质量及其分布；转轴的位置；刚体的形状。9、合外力矩对绕固定轴的刚体所作的功等于它对轴的转动动能的增量：10、质点：物体大小和形状的变化对其运动的影响可忽略时，可将此物体看做一有质量的点。刚体：在外力作用下，形状和大小都不发生变化的物体可看作刚体。二、选择题1、B 2、A 3、C 4、A 5、A 6、C 7、C 9、B 10、B 11、C 13、A 14、C 三、填空题1、。2、 。3、，或。4、。5、。6、。7、， 。8、。9、 12 ； 3 。10、。 11、=；角加速度=。12、 4s 时()角位移为零， =。13、 8 圈。14、。15、=。 16、，。17、； =。18、， ，。四、计算题1、。；飞轮的转动动能为。方法二：用动力学定理拉力的功为，根据动能定理，这就是飞轮的转动动能根据公式，得角速度为。2、转过的圈数为3、4、（2）转动动能为5、（1）（2） 6、 7、 8、 9、 （2）系统偏转过程中机械能守恒，设最大偏角为，有 可得，10、11、(1)转过的圈数为（2）需要的制动力为12、 13、（1）对组合滑轮 （2） 而 （3） 可得 14、(1) ；得： kg m2(2) m/s2 ; m/s ；得： m(3) ；得： rad/s15、 ， ， 将，,代入，得：16、17、 （2）系统偏转过程中机械能守恒，设最大偏角为，有 可得，第五章 静电场一、简答题1、由实验和理论知道，静电场中任一给定点上，场强是唯一确定的，即其大小和方向都是确定的用电场线形象描述静电场的空间分布时，电场线上任一点的切线方向表示该点的场强方向如果在无电荷的空间里某一点上有几条电场线相交的话，则过此交点对应于每一条电场线都可作出一条切线，这意味着交点处的场强有好几个方向，这与静电场中任一给定点场强具有唯一确定方向相矛盾，故无电荷的空间里电场线不能相交2、在真空中的静电场内，通过任意封闭曲面的电通量等于该封闭曲面所包围的所有电荷电量的代数和的倍。3、静电场中，电场强度的环流总是等于零(或)，静电场是保守场。5、电场中某一点的电场强度是由该电场自身性质所决定，与这一点有无试验电荷没有任何关系。6、这表明，点电荷只是我们抽象出来的一个物理模型，当带电体较小而作用距离较大时使用点电荷模型较为方便、精确。但当作用距离很小时，点电荷模型的误差会变大，这时我们不能再用点电荷的电场强度公式而要采用更精确的模型。二、选择题1、A 2、D 3、B 4、C 5、D 6、D 7、B 8、A 9、A 10、D 11、C 12、D 13、B 14、B 15、A 16、C 17、B 18、A 三、填空题1、 区的大小，方向 向右 。区的大小，方向 向右 。区的大小 ，方向 向左 。2、_0_。3、， 。 4、 6、 U0 。7、_=_ (填)。 8、 ()， ( )。 9、_，_，_， =_ (设方向向右为正)10、 0 ， 0 。11、_0_， 。12、，两球的电势电势差_。13、， _ _。14、， 。15、_45V_， -15V_。16、_，_0_，_。四、计算题1、 C/m2 2、 3、 4、（1）E = 0，（r R1） （2）， (R1 r R2） 5、（1），(0rd/2) （2），(rd/2) 6、V=7、 8、(1). rR时，(2). rR时，9、-+11、(1). 当时， (2) 当时， (3). 时，12、(1) (2) 第六章 电场中的导体和电介质一、简答题1、导体达到静电平衡时，导体内部的任意处的电场强度为零；导体表面电场强度的方向都与导体面垂直。或：导体内部场强为零；导体为等势体；净电荷分布在导体的外表面。2、电容变大（因极板间距减小）；极板上的电荷守恒（因断开了电源）；极板间的电势差减小（由知）；极板间空气间隙中的电场强度不变（因极板上电荷不变）；电场能量减小（因电势差减小，故电能减小）。3、导体的静电感应是导体中的自由电荷在外电场作用下作定向运动形成，最终达到静电平衡，这时，导体内部电场强度处处为零，净电荷分布在导体表面；电介质的极化是在外电场的作用下，束缚电荷重新取向或正负电荷中心不重合（位移极化），最终在电介质表面出现极化电荷（不均匀的电介质内部还会出现极化体电荷），介质内部场强减小。4、在外电场力作用下，金属导体中自由电子发生宏观定向漂移运动，最终在导体外表面停留下来的电荷，称为感应电荷；电介质中，在外电场作用下分子的正负电荷中心发生微小位移或重新取向，在介质表面所产生的电荷，称为极化电荷；5、电容器带电的过程，就是外力克服静电场力做功的过程，外力做功将非静电能转化为电容器的电能。6、在静电学范围内是等效的。在变化的电磁场范围不等效。在电磁波传播的过程中没有电荷伴随传播，这时，电磁波能量的携带者是电场和磁场。7、对于导体：体内电场处处为零；整个导体为等势体；净电荷分布在外表面； 对于电介质，体内电场小于外电场；体内和体表面都有极化电荷分布；8、导体的一个重要性质具有容纳电荷的本领。（或：反映导体可以容纳电荷本领的物理量，称为电容。） 只与电容器本身材料、极板面积S，极板间距d，极板间的介质e有关。 9、避免尖端放电。根据导体达到静电平衡后净电荷的分布理论知，导体外表面净电荷分布的面电荷密度与导体形状的曲率半径成反比，即尖端处R小，面电荷密度大，容易集聚大量电荷，电场强度大，易放电。二、选择题1、D 2、B 3、B 4、B 5、C 6、B 7、A 8、C 9、A 10、D 11、C 12、C 13、A 14、B 15、B 16、A 17、B 18、A 19、B 20、B 21、C 22、B 23、D三、 填空题1、_0 _。2、仍垂直于导体表面_ 。3、_。4、_增大_。 (填“增大”、“不变”、“减小”) 5、_ 增大_。(填“增大”、“减小”和“不变”)6、_。7、_不变_。 (填“增大”、“减小”或“不变”) 8、 变大 (填“变小”，“变大”，“不变”)， _ 9、_不变_(填“增加”，“减小”，“不变”)。 10、_增大_。 (填“增大”、“减小”或“不变”) 11、 。12、 倍。13、 1/2 倍。14、 2 倍。15、_ 。16、 _。17、_电势差、电场能量 _。18、 。19、 ，总能量为 ；四 计算题1、 2、（1） （2） 3、 4、（1）、 （2） 5、（1） （2） 6、 8、 9、 10、(1) r=5cm时,q=0,则 E=0(2) r=15cm时, (3) r=50cm时, 11、12、 13、2）14、方法二： 15、（1）时， ； 时， ； 时，金属球壳内部场强为零；时，由于高斯面内部电荷代数和为零，场强为零（2）（3）根据(2), ，16、第七章 恒定磁场一、简答题1、磁化：比如摩擦，用一个磁体的N极去摩擦小磁针的N极可以让它变为S极，另一端成N极。2、铁盒子产生磁屏蔽使得指南针无法使用。3、根据圆电流中心处磁感应强度公式，水平金属圆在O点的磁感应强度大小为；方向垂直向下，竖直金属圆在O点的磁感应强度大小为；方向垂直指向纸面内。故O点叠加后的磁感应强度大小为；方向为斜下450指向纸面内。4、因为磁力线是闭合曲线，故磁力线数目相等。根据载流长直螺旋管磁感应强度计算公式可知,管口处，管口处磁感应强度为；中心处，故中心处磁感应强度为，因为,所以中心处磁感应强度比管口处大。5、不作功，因为磁力和电荷位移方向成直角。6、磁力线垂直穿过正四方型线圈的位置。因为线圈每边受到的安培力为,由于处在以上平面时，每边受到的磁力为。7、由安培力公式可知，当沿x轴放置时不受力，即，可知B与的方向一致或相反，即B的方向沿x轴线方向。又由当转向y轴正方向时，受到的力沿z轴负方向，由进一步判断B沿x轴正方向。8、因,而两种导线的撗向截面不同；长度是一样；铜线与银层的材料不同，电阻率不同；所以两端施加同样的电压而通过的电流不同；电流密度不相同。9、电池组所给的电动势的方向与电池组内部的电流方向相反。10、由洛伦兹力可知，电子进入到磁场是否受力偏转与电子进入磁场时的速度方向有关，若电子进入磁场时初始速度方向与磁场方向平行，即此时虽然磁感强度不为零，但电子运动路径不会发生偏转。二、单选题1、C 2、A 3、C 4、B 5、D 6、D 7、D 8、D 9、B 10、B 11、C 12、B 13、A 14、D 15、B 16、D 17、E 19、A D 三、填空题1、 = ， 垂直纸面向内 。 2、 ， 垂直纸面向外 。4、 ； 方向为离水平线600斜右下 。5、 ； 6、 C 图； B 图； A 图。7、 0 。9、0 时， 。 时， 0 。 10、 ,方向垂直纸面向里 11、 （对环路). 0 （对环路). （对环路).12、 。13、 ， 15、 。16、 。四、计算题1、因O点在两条半无限长通电直导线的延长线上，故两者在O点的B为零，在O点只有圆弧电流产生的磁场，即方向垂直纸面向内2、 方向与水平成斜向左下方3、 方向指向纸面内4、 5、 方向垂直纸面向内6、通过正方型磁通量为 7、取rR的同心圆回路， 8、当时， 得 （2）当时， 得 （3）当时， 得 （4）当时， 得 9、 第八章 电磁感应一、简答题1、当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势等于磁通量对时间变化率的负值，即。2、由于回路所围面积的