大學(xué)物理下冊答案馬文蔚

1、大學(xué)物理下冊答案馬文蔚 【篇一：大學(xué)物理第五版馬文蔚課后答案 (上)】但由于 dr ds, 故 drds?,即由此可見 ,應(yīng)選(c) dtdt1-2 分析與解 dr 表示質(zhì)點到坐標原點的距離隨時間的變化率 ,在極坐標系中叫徑向速率通常用符號 vr 表示,dtdrds 表示速度矢量；在自然坐標系中速度大小可用公式 v? 計算,在直dtdt2 這是速度矢量在位矢方向上的一個分量；2 ?dx?dy?角坐標系中則可由公式 v? 求解故選 (d) ?dt?dt?1-3 分析與解 dv表示切向加速度 a,它表示速度大小隨時間的變化率 ,是加速度矢量沿速度方向的一個分量 ,dt drds 在極坐標系中表示徑

2、向速率 vr( 如題 1 -2 所述)在自然坐標系中表示質(zhì)點的速率 v；dtdt而 dv 表示加速度的大小而不是切向加速度 a因此只有 (3) 式表達是正確的故選 (d) dt1-4 分析與解 加速度的切向分量 a起改變速度大小的作用 ,而法向分量 an 起改變速度方向的作用質(zhì)點作圓周運動時 ,由于速度方向不斷改變 ,相應(yīng)法向加速度的方向也在不斷改變 ,因而法向加速度是一定改變的至于 a是否改變 ,則要視質(zhì)點的速率情況而定質(zhì)點作勻速率圓周運動時 , a恒為零；質(zhì)點作勻變速率圓周運動時 , a為一不為零的恒量 ,當(dāng) a改變時 ,質(zhì)點則作一般的變速率圓周運動由此可見 ,應(yīng)選(b) 1-5 分析與解

3、 本題關(guān)鍵是先求得小船速度表達式 ,進而判斷運動性質(zhì)為此建立如圖所示坐標系 ,設(shè)定滑輪距水面高度為 h,t 時刻定滑 輪距小船的繩長為 l,則小船的運動方程為 x? 船速度 v?dx?dt ll2?h2, 其中繩長 l 隨時間 t 而變化小 dl dl,式中表示繩長 l 隨時間的變化率 ,其大小即為 v0,代入整理后為 dtl2?h2v? v0l2?h2/l? v0 dx?0 來確定其運動方向 t dxdx4.0 s 時質(zhì)點速度和加速度可用和兩式計算 dtdt2dx?0 得知質(zhì)點的換向時刻為 tp?2s (t 0 不合題意 ) dt ,a?2dtt?4.0s 1-7 分析 根據(jù)加速度的定義可知

4、 ,在直線運動中 v-t 曲線的斜率為加速度的大小 (圖中 ab、cd 段斜率為定值 ,即勻變速直線運動；而線段bc 的斜率為 0,加速度為零 ,即勻速直線運動 )加速度為恒量 ,在 a-t圖上是平行于 t 軸的直線 ,由 v-t 圖中求出各段的斜率 ,即可作出 a-t 圖線又由速度的定義可知 ,x-t 曲線的斜率為速度的大小因此 ,勻速直線運動所對應(yīng)的 x -t 圖應(yīng)是一直線 ,而勻變速直線運動所對應(yīng)的 xt 圖為 t 的二次曲線根據(jù)各段時間內(nèi)的運動方程 xx(t), 求出不同時刻 t 的位置 x,采用描數(shù)據(jù)點的方法 ,可作出 x-t 圖解 將曲線分為 ab、bc 、cd 三個過程 ,它們對

5、應(yīng)的加速度值分別為 dx dx?48m?s?1dtt?4.0?s ?36m.s2aab?acd?vb?va?20m?s?2( 勻加速直線運動 ),abc?0( 勻速直線運動 ) tb?ta vd?vc?10m?s?2 ( 勻減速直線運動 ) td?tc 根據(jù)上述結(jié)果即可作出質(zhì)點的 a-t 圖圖 (b) 在勻變速直線運動中,有由此,可計算在 02和 46時間間隔內(nèi)各時刻的位置分別為 1x?x?v0t?t22用描數(shù)據(jù)點的作圖方法 ,由表中數(shù)據(jù)可作 02和 46時間內(nèi)的x -t 圖在 24時間內(nèi) , 質(zhì)點是作 v?20m?s?1 的勻速直線運動 , 其 x -t 圖是斜率 k20 的一段直線圖(c)

6、則 ds? 解 (1) 由 x(t) 和 y(t) 中消去 t 后得質(zhì)點軌跡方程為 ,y?2? 這是一個拋物線方程 ,軌跡如圖 (a)所示(dx)2?(dy)2, 最后用 s?ds 積分求 12x 4(2) 將 t 0和 t 2分別代入運動方程 ,可得相應(yīng)位矢分別為 r0?2j , r2?4i?2j圖(a)中的 p、q 兩點,即為 t 0和 t 2時質(zhì)點所在位置 2222x2?y2?x0?y0?2.47m (dx)2?(dy)2, 由軌1xdx, 代入 ds, 則 2內(nèi)路程為 2 s?ds?p q44?x2dx?5.91m1-9 分析 由運動方程的分量式可分別求出速度、加速度的分量 ,再由運動

7、合成算出速度和加速度的大小和方向解 (1) 速度的分量式為 vx? dxdy?10?60t,vy?15?40t dtdt-1-1當(dāng) t 0 時, vox -10 m2 , voy 15 m2 ,則初速度大小為 v0?v0x?v0y?18.0m?s?122 v0yv0x3 2(2) 加速度的分量式為 ax? dvdvx?60m?s?2 , ay?y?40m?s?2 dtdt ax?ay?72.1m?s?22 2 ay 2 1-10 分析 在升降機與螺絲之間有相對運動的情況下 ,一種處理方法是取地面為參考系 ,分別討論升降機豎直向上的勻加速度運動和初速不為零的螺絲的自由落體運動 ,列出這兩種運動在

8、同一坐標系中的運動方程 y1 y1(t) 和 y2 y2(t), 并考慮它們相遇 ,即位矢相同這一條件,問題即可解；另一種方法是取升降機 (或螺絲 )為參考系 ,這時,螺絲(或升降機 )相對它作勻加速運動 ,但是,此加速度應(yīng)該是相對加速度升降機廂的高度就是螺絲 (或升降機 )運動的路程解 1 (1) 以地面為參考系 ,取如圖所示的坐標系 ,升降機與螺絲的運動方程分別為 y1?v0t?121 aty2?h?v0t?gt2 22當(dāng)螺絲落至底面時 ,有 y1 y2 , 即 11 v0t?at2?h?v0t?gt222 t? 2h?0.705s g?a(2) 螺絲相對升降機外固定柱子下降的距離為d?h

9、?y2?v0t?12gt?0.716m 2解 2 (1) 以升降機為參考系 ,此時,螺絲相對它的加速度大小 ag a,螺絲落至底面時 ,有 0?h?1 (g?a)t2t?22h ?0.705s g?a(2) 由于升降機在 t 時間內(nèi)上升的高度為 1h?v0t?at2 則 d?h?h?0.716m 2 1-11 分析 該題屬于運動學(xué)的第一類問題 ,即已知運動方程 r r(t) 求質(zhì)點運動的一切信息 (如位置矢量、位移、速度、加速度 )在確定運動方程時 ,若取以點 (0,3) 為原點的 ox坐y標系 ,并采用參數(shù)方程 xx(和t) yy(來t) 表示圓周運動是比較方便的然后 ,運用坐標變換 xx0

10、 x和 y y0 y將, 所得參數(shù)方程轉(zhuǎn)換至oxy 坐標系中 ,即得 oxy 坐標系中質(zhì)點 p 在任意時刻的位矢采用對運動方程求導(dǎo)的方法可得速度和加速度解 (1) 如圖(b) 所示,在 o點 p 的參數(shù)方程為t,則質(zhì) t x?rsiny?rcos坐標變換后 ,在 oxy 坐標系中有 x?x?rsiny?y?y0?rcos t?r t則質(zhì)點 p 的位矢方程為 r?rsindttttt(2) 5 時的速度和加速度分別為 1-12 分析 為求桿頂在地面上影子速度的大小 ,必須建立影長與時間的函數(shù)關(guān)系 ,即影子端點的位矢方程根據(jù)幾何關(guān)系 ,影長可通過太陽光線對地轉(zhuǎn)動的角速度求得由于運動 的相對性 ,太

11、陽光線對地轉(zhuǎn)動的角速度也就是地球自轉(zhuǎn)的角速度這 樣,影子端點的位矢方程和速度均可求得v?當(dāng)桿長等于影長時 ,即 s h,則 t?【篇二：物理學(xué)教程第二版馬文蔚下冊課后答案完整版】 放置，其周圍空間各點電場強度 e(設(shè)電場強度方向向右為正、向左為負)隨位置坐標 x 變化的關(guān)系曲線為圖 (b) 中的( )題 9-1 圖板法向向外，依照電場疊加原理可以求得各區(qū)域電場強度的大小和方向.因而正確答案為 (b).92 下列說法正確的是 ( )(a)閉合曲面上各點電場強度都為零時，曲面內(nèi)一定沒有電荷(b) 閉合曲面上各點電場強度都為零時，曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和必定為零(c) 閉合曲面的電通量為零時，曲面上各點的

12、電場強度必定為零(d) 閉合曲面的電通量不為零時，曲面上任意一點的電場強度都不可能為零 分析與解 依照靜電場中的高斯定理，閉合曲面上各點電場強度都為零時，曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和必定為零，但不能肯定曲面內(nèi)一定沒有電荷；閉合曲面的電通量為零時，表示穿入閉合曲面的電場線數(shù)等于穿出閉合曲面的電場線數(shù)或沒有電場線穿過閉合曲面，不能確定曲面上各點的電場強度必定為零；同理閉合曲面的電通量不為零，也不能推斷曲面上任意一點的電場強度都不可能為零，因而正確答案為 (b).93 下列說法正確的是 ( )(a) 電場強度為零的點，電勢也一定為零(b) 電場強度不為零的點，電勢也一定不為零(c) 電勢為零的點，電場強度也一

13、定為零(d) 電勢在某一區(qū)域內(nèi)為常量，則電場強度在該區(qū)域內(nèi)必定為零分析與解 電場強度與電勢是描述電場的兩個不同物理量，電場強度為零表示試驗電荷在該點受到的電場力為零，電勢為零表示將試驗電荷從該點移到參考零電勢點時，電場力作功為零 .電場中一點的電勢等于單位正電荷從該點沿任意路徑到參考零電勢點電場力所作的功；電場強度等于負電勢梯度.因而正確答案為 (d).*94 在一個帶負電的帶電棒附近有一個電偶極子，其電偶極矩 p的方向如圖所示 .當(dāng)電偶極子被釋放后，該電偶極子將 ( )(a) 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)直到電偶極矩 p 水平指向棒尖端而停止(b) 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)至電偶極矩 p 水平指向棒尖端，同時沿

14、電場線方向朝著棒尖端移動(c) 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)至電偶極矩 p 水平指向棒尖端，同時逆電場線方向朝遠離棒尖端移動(d) 沿順時針方向旋轉(zhuǎn)至電偶極矩 p 水平方向沿棒尖端朝外，同時沿電場線方向朝著棒尖端移動題 9-4 圖分析與解 電偶極子在非均勻外電場中，除了受到力矩作用使得電偶極子指向電場方向外，還將受到一個指向電場強度增強方向的合力作用，因而正確答案為 (b).慮，一個有 8 個電子， 8 個質(zhì)子和 8 個中子構(gòu)成的氧原子所帶的最大可能凈電荷是多少？ 若將原子視作質(zhì)點，試比較兩個氧原子間的庫侖力和萬有引力的大小 .中子電量為 102121 e， e，則由一個氧原子所包含的 8 個電子、8 個

15、質(zhì)子和 8 個中子可求原子所帶的最大可能凈電荷 .由庫侖定律可以估算兩個帶電氧原子間的庫侖力，并與萬有引力作比較 .解 一個氧原子所帶的最大可能凈電荷為qmax?1?2?8?10?21e二個氧原子間的庫侖力與萬有引力之比為范圍內(nèi)時，對于像天體一類電中性物體的運動，起主要作用的還是萬有引力 . 96 1964 年，蓋爾曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克構(gòu)成，中子就是由一個帶 21e 的上夸克和兩個帶 ?e 的下夸克構(gòu)成 .若將夸克作為經(jīng)典粒 33求它們之間的相互作用力 .解 由于夸克可視為經(jīng)典點電荷，由庫侖定律f 與徑向單位矢量 er 方向相同表明它們之間為斥力 .97 點電荷如圖分布，試求 p

16、 點的電場強度 . 分析 依照電場疊加原理， p 點的電場強度等于各點電荷單獨存在時在 p 點激發(fā)電場強度的矢量和 .由于電荷量為 q 的一對點電荷在 p 點激發(fā)的電場強度大小相等、方向相反而相互抵消， p 點的電場強度就等于電荷量為2.0q 的點電荷在該點單獨激發(fā)的場強度 .解 根據(jù)上述分析ep?題 9-7 圖98 若電荷 q 均勻地分布在長為 l 的細棒上 .求證：(1) 在棒的延長線，(2) 在棒的垂直平分線上，離棒為 r 處的電場強度為若棒為無限長 (即 l ，) 試將結(jié)果與無限長均勻帶電直線的電場強度相比較 .題 9-8 圖分析 這是計算連續(xù)分布電荷的電場強度 .此時棒的長度不能忽略

17、，因而不能將棒當(dāng)作點電荷處理 .但帶電細棒上的電荷可看作均勻分布在一維的長直線上.如圖所示，在長直線上任意取一線元 dx ，其電荷為 dq qdx/l ，它在點 p 的電場強度為 de?e?de接著針對具體問題來處理這個矢量積分 .(1) 若點 p 在棒的延長線上，帶電棒上各電荷元在點 p 的電場強度方向相同， e?ldei(2) 若點 p 在棒的垂直平分線上，如圖 (a)所示，則電場強度 e 沿 x軸方向的分量因?qū)ΨQ性疊加為零，因此，點 p 的電場強度就是 e?deyj?lsin?dej證 (1) 延長線上一點 p 的電場強度 e電場強度的方向沿 x 軸.(2) 根據(jù)以上分析，中垂線上一點

18、p 的電場強度 e 的方向沿 y 軸，大小為1q/l此結(jié)果與無限長帶電直線周圍的電場強度分布相同圖 (b) .這說明只要滿足 r2/l2 1，帶電長直細棒可視為無限長帶電直線 .電場強度的大小 .【篇三：大學(xué)物理 (第二版)下冊答案 -馬文蔚】答案 913 馬文蔚第九章 靜 電 場(b) 中的( )題 9-1 圖 照電場疊加原理可以求得各區(qū)域電場強度的大小和方向 .因而正確答案為(b). 9 2 下列說法正確的是 ( )(a)閉合曲面上各點電場強度都為零時，曲面內(nèi)一定沒有電荷(b) 閉合曲面上各點電場強度都為零時，曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和必定為零(c) 閉合曲面的電通量為零時，曲面上各點的電場強度必

19、定為零(d) 閉合曲面的電通量不為零時，曲面上任意一點的電場強度都不可能為零 分析與解 依照靜電場中的高斯定理，閉合曲面上各點電場強度都為零時，曲面內(nèi)電荷的代數(shù)和必定為零，但不能肯定曲面內(nèi)一定沒有電荷；閉合曲面的電通量為零時，表示穿入閉合曲面的電場線數(shù)等于穿出閉合曲面的電場線數(shù)或沒有電場線穿過閉合曲面，不能確定曲面上各點的電場強度必定為零；同理閉合曲面的電通量不為零，也不能推斷曲面上任意一點的電1 / 80場強度都不可能為零，因而正確答案為 (b).93 下列說法正確的是 ( )(a) 電場強度為零的點，電勢也一定為零(b) 電場強度不為零的點，電勢也一定不為零(c) 電勢為零的點，電場強度也

20、一定為零(d) 電勢在某一區(qū)域內(nèi)為常量，則電場強度在該區(qū)域內(nèi)必定為零分析與解 電場強度與電勢是描述電場的兩個不同物理量，電場強度為零表示試驗電荷在該點受到的電場力為零，電勢為零表示將試驗電荷從該點移到參考零電勢點時，電場力作功為零 .電場中一點的電勢等于單位正電荷從該點沿任意路徑到參考零電勢點電場力所作的功；電場強度等于負電勢梯度 .因而正確答案為 (d). *94 在一個帶負電的帶電棒附近有一個電偶極子，其電偶極矩 p的方向如圖所示 .當(dāng)電偶極子被釋放后，該電偶極子將 ( )(a) 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)直到電偶極矩 p 水平指向棒尖端而停止(b) 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)至電偶極矩 p 水平指向棒尖端，

21、同時沿電場線方向朝著棒尖端移動(c) 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)至電偶極矩 p 水平指向棒尖端，同時逆電場線方向朝遠離棒尖端移動(d) 沿順時針方向旋轉(zhuǎn)至電偶極矩 p 水平方向沿棒尖端朝外，同時沿電場線方向朝著棒尖端移動題 9-4 圖分析與解 電偶極子在非均勻外電場中，除了受到力矩作用使得電偶極子指向電場方向外，還將受到一個指向電場強度增強方向的合力作用，因而正確答案為 (b).子間的庫侖力和萬有引力的大小 . 21212121 e ，而中子電量與 e，由最極端的情況考慮，一個有 8 個電子， 8 個質(zhì)子和 8 個中子構(gòu)成的氧原子所帶的最大可能凈 電荷是多少？ 若將原子視作質(zhì)點，試比較兩個氧原 e，中子

22、電量為10 e，則由一個氧原子所包含的 8 個電子、 8 個質(zhì)子和 8 個中子可求原子所帶的最大可能凈電荷 .由庫侖定律可以估算兩個帶電氧原子間的庫侖力，并與萬有引力作比較 .解 一個氧原子所帶的最大可能凈電荷為qmax?1?2?8?10?21e二個氧原子間的庫侖力與萬有引力之比為 2 / 80 21e范圍內(nèi)時，對于像天體一類電中性物體的運動，起主要作用的還是萬有引力 .96 1964 年，蓋爾曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克構(gòu)成，中子就是由一個帶 上夸克和兩個帶 ?2e 的 3201e 的下夸克構(gòu)成 .若將夸克作為經(jīng)典粒子處理(夸克線度約為 10 m) ，中 3解 由于夸克可視為經(jīng)典點電荷，由庫侖定律f 與徑向單位矢量 er 方向相同表明它們之間為斥力 .97 點電荷如圖分布，試求 p 點的電場強度 . 分析 依照電場疊加原理， p 點的電場強度等于各點電荷單獨存在時在 p 點激發(fā)電場強度的矢量和 .由于電荷量為 q 的一對點電荷在 p 點 激發(fā)的電場強度大小相等、方向相反而相互抵消， p 點的電場強度就 等于電荷量為 2.0q 的點電荷在該點單獨激發(fā)的場強度 .解 根據(jù)上述分析題