大学物理实验课后题答案吉林大学出版社

12．12 真空中有两块相互平行的无限大均匀带电平面A和B．A平面的电荷面密度为2σ，B平面的电荷面密度为σ，两面间的距离为d．当点电荷q从A面移到B面时，电场力做的功为多少？

[解答]两平面产生的电场强度大小分别为 EA = 2σ/2ε0 = σ/ε0，EB = σ/2ε0，

两平面在它们之间产生的场强方向相反，因此，总场强大小为 E = EA - EB = σ/2ε0， 方向由A平面指向B平面．

两平面间的电势差为 U = Ed = σd/2ε0，

当点电荷q从A面移到B面时，电场力做的功为 W = qU = qσd/2ε0．

13．3 金属球壳原来带有电量Q，壳内外半径分别为a、b，壳内距球心为r处有一

点电荷q， 球心o的电势为多少？

[解答]点电荷q在内壳上感应出负电荷-q，不论电荷如何分布，距离球心

b 都为a．外壳上就有电荷q+Q，距离球为b．球心的电势是所有电荷产生的电

o 势叠加，大小为 a r 1q1?q1Q?qq Uo???4??0r4??0a4

北京邮电大学出版社的大学物理课后习题答案!

6-10 题6-10图(a)是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条代表氢?题6-10图(b)是某种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条的温度较高?

答：图(a)中(1)表示氧，(2)表示氢；图(b)中(2)温度高．

题6-10图

6-16 如果氢和氦的摩尔数和温度相同，则下列各量是否相等，为什么?

(1)分子的平均平动动能；(2)分子的平动动能；(3)内能．

3解：(1)相等，分子的平均平动动能都为kT． 2

53(2)不相等，因为氢分子的平均动能kT，氦分子的平均动能kT． 22

53(3)不相等，因为氢分子的内能 RT，氦分子的内能 RT． 22

6-21 1mol氢气，在温度为27℃时，它的平动动能、转动动能和内能各是多少? 解：理想气体分子的能量 i E RT 2

3平动动能 t 3 Et 8.31 300 3739.5J 2

2转动动能 r 2 Er 8.31 300 2493J 2

5内能i 5 Ei 8.31 300 6232.5 J 2

6-24 (1)求氮气在标准状态下的平均碰撞频

???1-1．已知质点位矢随时间变化的函数形式为r=R(cosωti?sinωtj)

其中?为常量．求：（1）质点的轨道；(2)速度和速率。

???解：(1) 由r=R(cosωti?sinωtj)，知：x?Rcos?t ，y?Rsin?t

消去t可得轨道方程：x?y?R

∴质点的轨道为圆心在（0，0）处，半径为R的圆；

222习题1

?????dr（2）由v?，有速度：v???Rsin?ti??Rcos?tj

dt1??22而v?v，有速率：v?[(??Rsin?t)?(?Rcos?t)]2??R。

???21-2．已知质点位矢随时间变化的函数形式为r?4ti?(3?2t)j，式中r的单位为m，t的单位为s。求：（1）质点的轨道；（2）从t?0到t?1秒的位移；（3）t?0和t?1秒两时刻的速度。 解：（1）由r?4ti?(3?2t)j，可知x?4t ，y?3?2t 消去t得轨道方程为：x?(y?3)，∴质点的轨道为抛物线。

2?2??2?????dr（2）由v?，有速度：v?8ti?2j

dt1?????1?从t?0到t?1秒的位移为：?r??vdt??(8ti?2j)dt?4i?2j

00?????（3）t?0和t?1秒两时刻的速

大学物理教程上海交通大学课后习题参考答案 唯独泡泡

习题1

1-1．已知质点位矢随时间变化的函数形式为r=R(cosωti?sinωtj) 其中?为常量．求：（1）质点的轨道；(2)速度和速率。

解：(1) 由r=R(cosωti?sinωtj)，知：x?Rcos?t ，y?Rsin?t

消去t可得轨道方程：x?y?R

∴质点的轨道为圆心在（0，0）处，半径为R的圆；

（2）由v?222dr，有速度：v???Rsin?ti??Rcos?tj dt12而v?v，有速率：v?[(??Rsin?t)2?(?Rcos?t)2]??R。

21-2．已知质点位矢随时间变化的函数形式为r?4ti?(3?2t)j，式中r的单位为m，t的单位为s。求：（1）质点的轨道；（2）从t?0到t?1秒的位移；（3）t?0和t?1秒两时刻的速度。 解：（1）由r?4ti?(3?2t)j，可知x?4t ，y?3?2t

2 消去t得轨道方程为：x?(y?3)，∴质点的轨道为抛物线。

22（2）由v?dr，有速度：v?8ti?2j dt从t?0到t?1秒的位移为：?r??vdt??(8ti?2j)dt?4i?2j

0011（3）t?0和t?1秒两时刻的速度为：v(

3-1 有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度ω0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心，随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 [ ] A.

JJ??0 B. 0J?mR2(J?m)R2C.

J?0 D. ?0 mR2v m O v m 答案：A

3-2 如题3-2图所示，圆盘绕O 轴转动。若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度?将：[ ]

?

A. 增大. B. 不变.

C. 减小. D. 无法判断. 题3-2 图 答案： C

3-3 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为J0，角速度为?0,当她突然收臂使转动惯量减小为J0 / 2时,其角速度应为：[ ] A. 2?0 . B. ?0 . C. 4?0

3-1 有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度ω0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心，随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 [ ] A.

JJ??0 B. 0J?mR2(J?m)R2C.

J?0 D. ?0 mR2v m O v m 答案：A

3-2 如题3-2图所示，圆盘绕O 轴转动。若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度?将：[ ]

?

A. 增大. B. 不变.

C. 减小. D. 无法判断. 题3-2 图 答案： C

3-3 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为J0，角速度为?0,当她突然收臂使转动惯量减小为J0 / 2时,其角速度应为：[ ] A. 2?0 . B. ?0 . C. 4?0

3-1 有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度ω0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心，随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 [ ] A.

JJ??0 B. 0J?mR2(J?m)R2C.

J?0 D. ?0 mR2v m O v m 答案：A

3-2 如题3-2图所示，圆盘绕O 轴转动。若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度?将：[ ]

?

A. 增大. B. 不变.

C. 减小. D. 无法判断. 题3-2 图 答案： C

3-3 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为J0，角速度为?0,当她突然收臂使转动惯量减小为J0 / 2时,其角速度应为：[ ] A. 2?0 . B. ?0 . C. 4?0

3-1 有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度ω0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心，随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 [ ] A.

JJ??0 B. 0J?mR2(J?m)R2C.

J?0 D. ?0 mR2v m O v m 答案：A

3-2 如题3-2图所示，圆盘绕O 轴转动。若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度?将：[ ]

?

A. 增大. B. 不变.

C. 减小. D. 无法判断. 题3-2 图 答案： C

3-3 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为J0，角速度为?0,当她突然收臂使转动惯量减小为J0 / 2时,其角速度应为：[ ] A. 2?0 . B. ?0 . C. 4?0

习题1－1 班级 姓名 学号 批阅日期 月 日

1、分别以r、S、v和a表示质点运动的位矢、路程、速度和加速度，下列表述中正确的是 [ B ]

????A、?r??r；

?drdsdr B、??v ； C、a= ；

dtdtdtD、

dr=v dt。

2、如图所示，质点作匀速率圆周运动，其半径为R, 从A点出发，经半圆到达B点，试问下列叙述中不正确的是哪个[ A ]

(A) 速度增量?v?0； (B) 速率增量?v?0； (C) 位移大小?r?2R； (D) 路程

??。

??t2????t3?????t?i?5?3t?j3、质点的运动方程r?? ( S I ), 当t=2s时，其加速度= - i + 4 j . a????23????

4、一质点按x=5cos6?t ???y=8sin6?t (SI)规律运动。第五秒末的速度是 48? j ；第五秒末的加速度是 -180?i , 轨迹方程是 ( x/5)+(y/8)=1 ，

5、 一质点沿x轴运动，坐标与时间的变化关系为x＝4t－2

3-1 有一半径为R的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转动惯量为J，开始时转台以匀角速度ω0转动，此时有一质量为m的人站在转台中心，随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 [ ] A.

JJ??0 B. 0J?mR2(J?m)R2C.

J?0 D. ?0 mR2v m O v m 答案：A

3-2 如题3-2图所示，圆盘绕O 轴转动。若同时射来两颗质量相同,速度大小相同,方向相反并在一直线上运动的子弹,子弹射入圆盘后均留在盘内,则子弹射入后圆盘的角速度?将：[ ]

?

A. 增大. B. 不变.

C. 减小. D. 无法判断. 题3-2 图 答案： C

3-3 芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为J0，角速度为?0,当她突然收臂使转动惯量减小为J0 / 2时,其角速度应为：[ ] A. 2?0 . B. ?0 . C. 4?0