新编基础物理实验
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新编物理基础学课后习题答案
第一章
????1-1.质点运动学方程为:r?acos(?t)i?asin(?t)j?btk,其中a,b,?均为正常数,求质
点速度和加速度与时间的关系式。
?分析:由速度、加速度的定义,将运动方程r(t)对时间t求一阶导数和二阶导数,可得到速度和加速度的表达式。
?????解:v?dr/dt??a?sin(?t)i?a?cos(?t)j?bk
????2a?dv/dt??a???cos(?t)i?sin(?t)j??
1-2. 一艘正在沿直线行驶的电艇,在发动机关闭后,其加速度方向与速度方向相反,大小与速度平方成正比,即dv/dt??Kv, 式中K为常量.试证明电艇在关闭发动机后又行驶x距离时的速度为 v?v0e?Kx 。 其中v0是发动机关闭时的速度。 分析:要求v?v(x)可通过积分变量替换a?证:
2dvdv?v,积分即可求得。 dtdxdvdvdxdv???v??Kv2 dtdxdtdxdv??Kdx vv1xvdv??Kdx , ln??Kx ?v0v?0v0 v?v0e?Kx
1-3.一质点在xOy平面内运动,运动函数为x?2t,y?4t2?8。(1)求质点的轨道方程并画出轨道曲
新编物理基础学课后习题答案
第一章
????1-1.质点运动学方程为:r?acos(?t)i?asin(?t)j?btk,其中a,b,?均为正常数,求质
点速度和加速度与时间的关系式。
?分析:由速度、加速度的定义,将运动方程r(t)对时间t求一阶导数和二阶导数,可得到速度和加速度的表达式。
?????解:v?dr/dt??a?sin(?t)i?a?cos(?t)j?bk
????2a?dv/dt??a???cos(?t)i?sin(?t)j??
1-2. 一艘正在沿直线行驶的电艇,在发动机关闭后,其加速度方向与速度方向相反,大小与速度平方成正比,即dv/dt??Kv, 式中K为常量.试证明电艇在关闭发动机后又行驶x距离时的速度为 v?v0e?Kx 。 其中v0是发动机关闭时的速度。 分析:要求v?v(x)可通过积分变量替换a?证:
2dvdv?v,积分即可求得。 dtdxdvdvdxdv???v??Kv2 dtdxdtdxdv??Kdx vv1xvdv??Kdx , ln??Kx ?v0v?0v0 v?v0e?Kx
1-3.一质点在xOy平面内运动,运动函数为x?2t,y?4t2?8。(1)求质点的轨道方程并画出轨道曲
《新编基础物理学》 - 第8章
第8章 热力学基础
第8章 热力学基础
8-1 位于委内瑞拉的安赫尔瀑布是世界上落差最大的瀑布,它高979m.如果在水下落的过程中,重力对它所做的功中有50%转换为热量使水温升高,求水由瀑布顶部落到底部而产生的温差.( 水的比热容c为4.18?103J?kg?1?K?1)
分析 取质量为m 的水作为研究对象,水从瀑布顶部下落到底部过程中重力做功
W?mgh,按题意,被水吸收的热量Q?0.5W,则水吸收热量后升高的温度可由Q?mc?T求得.
解 由上述分析得
mc?T?0.5mgh
水下落后升高的温度
?T?0.5gh?1.15K c8-2 在等压过程中,0.28kg氮气从温度为293K膨胀到373K,问对外做功和吸热多少?内能改变多少?
分析 热力学第一定律应用。等压过程内能、功和热量都可根据公式直接得到,其中热量公式中的热容量可根据氮气为刚性双原子分子而求得。 解:等压过程气体对外做功为
W?p(V2?V1)?气体吸收的热量
m280R(T2?T1)??8.31??373?293??6.65?103(J) M28Q?内能的增量为
m2807Cp?T2?T1????8.31??373?293??2.33?104(J) M282m2
基础物理实验考题
第一循环
转动惯量
1、已知T\\To\\I,用周期的公式T*T-To*To=4*3.1416*3.1416*I/K,计算K(09上半年) 2、外径和质量都相同的塑料圆体和金属圆筒的转动惯量哪个大(11下半年)
3、载物盘转动10个周期时间为8.00s,放上物体后转动10个周期时间为13.00s,给出K值大小,求出物体的转动惯量(11下半年)
4、托盘的转动周期是T0,放上圆柱体之后的周期是T1,圆柱体转动惯量I1,求托盘的转动惯量(12上半年)
5、某物体距离质心d1处转动惯量为I1,距离质心d2处转动惯量为I2,求物体质量(12上半年) 6、等外径、高度、质量的塑料圆柱和金属圆筒,哪个转动惯量大?应该是圆筒(12下半年)
7、测圆筒转动惯量时,没有整个放入台子,导致转轴和对称轴有夹角,问测得的转动惯量偏大偏小?好像是不能确定。(12下半年)
碰撞打靶
1、求碰撞球高度h0的公式:()(10上半年)
A、h0=(x2+y2)/4y B、 C、h0=(x2+y)/4y D、h0=(x2+4y)/4y
2、操作没有错误,但是修正了4、5次都一直达不到十环(小于10环且靠近轴线),不可能的原因是:()(10上半年)
《新编基础物理学答案》 - 第9章
第9章 电荷与真空中的静电场
第9章 电荷与真空中的静电场
9-1 两个小球都带正电,总共带有电荷5.0?10C,如果当两小球相距2.0m时,任一球受另一球的斥力为1.0N.试求:总电荷在两球上是如何分配的。 分析:运用库仑定律求解。
解:如解图9-1所示,设两小球分别带电q1,q2则有
q1+q2?5.0?10?5 ① 由库仑定律得
9q1q29?10q1q2 F???1 ② 24π?0r4?5
解图9-1
由①②联立解得
?5??q1?1.2?10C ? ?5??q2?3.8?10C
?10m9-2 两根6.0长的丝线由一点挂下,每根丝线的下端都系着一个质量为
?3的小球.当这两个小球都带有等量的正电荷时,每根丝线都平衡在与沿垂线成0.5?10kg?260°角的位置上。求每一个小球的电量。
分析:对小球进行受力分析,运用库仑定律及小球平衡时所受力的相互关系求解。 解:设两小球带电q1=q2?q,小球受力如解图9-2所示
q2F??Tcos30? ①
4π?0R2mg?Tsin30? ②
联立①②得
mg4??0R2?tan30o ③ 2q其中
解图
基础物理实验考题回忆
2009-2010第二学期普物实验期末试题 一、 随机误差正态分布 1、 下列说法错误的是()
A、 测单摆周期应以最高点为起点 B、 测单摆周期应以最低点为起点 C、
D、 累计频率曲线允许两端误差较大 2、如何避免数据骑墙,错误的是:()(多选) A、重新分组; B、
C、归于前一组,最后一组归于其自身; D、归于后一组,最后一组归于其自身; 二、 碰撞打靶
1、 求碰撞球高度h0的公式:()
A、h0=(x2+y2)/4y B、 C、h0=(x2+y)/4y D、h0=(x2+4y)/4y 2、操作没有错误,但是修正了4、5次都一直达不到十环(小于10环且靠近轴线),不可能的原因是() A、碰撞点高于被碰球中心 B、碰撞点低于被碰球中心 C、被碰球与支撑柱有摩擦 D、线没有拉直 三、液氮比汽化热 1、Q等于()
A、水从t2升高到t3吸收的热
B、铜柱从t2降到液氮温度放出的热 C、铜柱从室温降到液氮温度放出的热 D、铜柱从t3上升到t1吸收的热 2、测得mN偏小的原因()(多选) A、有水溅出 B、瓶口结冰
C、记录tb的时间晚了
基础物理实验考题回忆
2009-2010第二学期普物实验期末试题 一、 随机误差正态分布 1、 下列说法错误的是()
A、 测单摆周期应以最高点为起点 B、 测单摆周期应以最低点为起点 C、
D、 累计频率曲线允许两端误差较大 2、如何避免数据骑墙,错误的是:()(多选) A、重新分组; B、
C、归于前一组,最后一组归于其自身; D、归于后一组,最后一组归于其自身; 二、 碰撞打靶
1、 求碰撞球高度h0的公式:()
A、h0=(x2+y2)/4y B、 C、h0=(x2+y)/4y D、h0=(x2+4y)/4y 2、操作没有错误,但是修正了4、5次都一直达不到十环(小于10环且靠近轴线),不可能的原因是() A、碰撞点高于被碰球中心 B、碰撞点低于被碰球中心 C、被碰球与支撑柱有摩擦 D、线没有拉直 三、液氮比汽化热 1、Q等于()
A、水从t2升高到t3吸收的热
B、铜柱从t2降到液氮温度放出的热 C、铜柱从室温降到液氮温度放出的热 D、铜柱从t3上升到t1吸收的热 2、测得mN偏小的原因()(多选) A、有水溅出 B、瓶口结冰
C、记录tb的时间晚了
《新编基础物理学》第三章答案
习题三
3-1 半径为R、质量为M的均匀薄圆盘上,挖去一个直径为R的圆孔,孔的中心在求所剩部分对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量。
分析:用补偿法(负质量法)求解,由平行轴定理求其挖去部分的转动惯量,用原圆盘转动惯量减去挖去部分的转动惯量即得。注意对同一轴而言。
解:没挖去前大圆对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量为:
J1?12MR ①
212R处,
由平行轴定理得被挖去部分对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量为:
J2?Jc?md2?12?M4?(R2)?2M4?(R2)?2332MR ②
2由①②式得所剩部分对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量为:
J?J1?J2?1332MR
23-2 如题图3-2所示,一根均匀细铁丝,质量为M,长度为L,在其中点O处弯成??120?角,放在xOy平面内,求铁丝对Ox轴、Oy轴、Oz轴的转动惯量。 分析:取微元,由转动惯量的定义求积分可得 解:(1)对x轴的转动惯量为:
LJx??13rdm?2?20(lsin60)02MLdl?132ML
2(2)对y轴的转动惯量为:
Jy??M2?(L2L)?2?220(lsin30)02MLdl?59
新编基础物理学上册9单元课后答案
第九章
9-1 两个小球都带正电,总共带有电荷5.0?10?5C,如果当两小球相距2.0m时,任一球受另一球的斥力为1.0N.试求总电荷在两球上是如何分配的? 分析:运用库仑定律求解。
解:如图所示,设两小球分别带电q1,q2则有
q1+q2=5.0310-5C ① 由题意,由库仑定律得: 题9-1解图
q1q29?109?q1?q2F???1 ② 24π?0r4?5??q1?1.2?10C由①②联立得:?
?5??q2?3.8?10C 9-2 两根6.0310-2m长的丝线由一点挂下,每根丝线的下端都系着一个质量为0.5310-3kg
的小球.当这两个小球都带有等量的正电荷时,每根丝线都平衡在与沿垂线成60°角的位置上。求每一个小球的电量。
分析:对小球进行受力分析,运用库仑定律及小球平衡时所受力的相互关系求解。 解:设两小球带电q1=q2=q,小球受力如图所示
q2F??Tcos30? ① 24π?0Rmg?Tsin30? ②
联立①②得:
mg4??0R2o ③ ?tan302q其中r?lsin60??R?2r
3?6?10?2?33?10?2(m) 2
题9-2解图
代入③式,即:
基础型物理实验讲义(2)
实验2 气轨法测重力加速度
【实验目的】
1. 学习微机辅助实验系统的使用方法。 2. 学习气垫导轨系统的使用。
3. 掌握速度、加速度和重力加速度的测量方法。 4. 学习分析和消除系统误差的方法。 【实验仪器】
微机辅助实验系统、气垫导轨、气源、滑块等。 【预习要求】
1. 熟悉仪器的结构与调整方法。 2.制定实验步骤。
平均速度的测量
【实验依据】
滑块上U形挡光片二前沿的距离通过光电门时的平均速度由公式v??s/?t确定。当挡光片二前沿之间的距离很小时,测出的平均速度可以近似看作光电门处的瞬时速度。
【实验内容与方法】
用水平气轨测量匀速运动的速度。如图2-1所示,调节气垫导轨水平。用手轻推滑块,给以初速度。当手放开后,滑块在气轨上作匀速直线运动。运行本实验的软件,当滑块通过光电门A、B后,微机即可显示出滑块在A、B处的平均速度。若要测光电门A到光电门B之间的平均速度vAB,则只需通过测出滑块从光电门A运动到光电门B的时间和距离进行计算即可。
挡光片滑块光电门A光电门B气垫导轨DE接口箱
图2-1
瞬时速度的测量
【实验依据】
瞬时速度是平均速度的极限值,即
vA?lim?t?0?s??tlimv