上大物理作业答案

上大物理作业答案篇一

【主编叶凡】大学物理(上+下)课后作业答案

作业

1-1填空题

1ms(1) 一质点，以的匀速率作半径为5m

的圆周运动，则该质点在5s内，位移的大小是 ；经过的路程是 。

[答案： 10m； 5πm]

(2) 一质点沿x方向运动，其加速度随时间的变化关系为a=3+2t (SI)，如果初始时刻

-1质点的速度v0为5m²s，则当t为3s时，

质点的速度v= 。

-1[答案： 23m²s ]

1-2选择题

(1) 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度v2m/s，瞬时加速度a2m/s2，则一秒钟后质点的速度

(A)等于零 (B)等于-2m/s

(C)等于2m/s (D)不能确定。

[答案：D]

(2) 一质点沿半径为R的圆周作匀速率运动，每t秒转一圈，在2t时间间隔中，其

平均速度大小和平均速率大小分别为 2R2R2R,0,(A)tt (B) t

2R(C) 0,0 (D) t,0

[答案：B] (3)一运动质点在某瞬时位于矢径r(x,y)的端点处，其速度大小为 drdr(A)dt (B)dt dx2dy2d|r|()() (C)dt (D) dtdt

[答案：D]

1-4 下面几个质点运动学方程，哪个是匀变速直线运动？

32（1）x=4t-3；（2）x=-4t+3t+6；（3）

22x=-2t+8t+4；（4）x=2/t-4/t。

给出这个匀变速直线运动在t=3s时的速度和加速度，并说明该时刻运动是加速的还是减速的。（x单位为m，t单位为s）

解：匀变速直线运动即加速度为不等于

零的常数时的运动。加速度又是位移对时间的两阶导数。于是可得（3）为匀变速直线运动。

其速度和加速度表达式分别为

dxv4t8dt

d2xa24 dt

t=3s时的速度和加速度分别为

2v=-4m/s，a=-4m/s。因加速度为正所以是

加速的。

1-7 一质点在xOy平面上运动，运动方程为

21yx=3t+5, =2t+3t-4.

式中t以 s计，x,y以m计．(1)以时间t为变量，写出质点位置矢量的表示式；(2)求出t=1 s 时刻和t＝2s 时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；(3)计算t＝0 s时刻到t＝4s时刻内的平均速度；(4)求出质点速度矢量表示式，计算t＝4 s 时质点的速度；

(5)计算t＝0s 到t＝4s 内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计

算t＝4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)．

12解：（1） r(3t5)i(2t3t4)jm

(2)将t1,t2代入上式即有 r18i0.5j m

r211i4jm

rr2r13i4.5jm

(3)∵ r05i4j,r417i16j rr4r012i20j13i5jms∴ t404dr1v3i(t3)jms(4) dt则 v43i7j ms1 (5)∵ v03i3j,v43i7j vv4v04j t441jms2

dv2(6) adt1jms

这说明该点只有y方向的加速度，且为恒量。

1-15 质点沿x轴运动，其加速度和位置的关

2a系为 ＝2+6x，a的单位为ms2，x的单

位为 m. 质点在x＝0处，速度为10ms1,试求质点在任何坐标处的速度值．

dvdvdxdv解： ∵ adtdxdtvdx

分离变量： vdvadx(26x)dx 两边积分得

12v2x2x3c 22

由题知，x0时，v010,∴c50

31v2xx25ms∴

1-17 一质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动方程为 =2+3t3，式中以弧度计，t以秒计，求：(1) t＝2 s时，质点的切向和法向加速度；(2)当加速度的方向和半径成45°角时，其角位移是多少?

dd2 解： dt9t,dt18t

2t2saR118236ms (1)时， 

anR21(922)21296ms2

上大物理作业答案篇二

大学物理作业答案

《大学物理简明教程》

作 业 簿

学 号

姓 名

专 业

第一章 流体力学

1、基本概念： （1）实际流体： （2）粘滞流体： （3）理想流体： （4）连续性原理： （5）雷诺数： （6）伯努利方程： （7）泊肃叶公式： （8）斯托克斯公式：

2、从水龙头徐徐流出的水流，下落时逐渐变细，其原因是（ A ）。 A. 压强不变，速度变大； B. 压强不变，速度变小；

C. 压强变小，流速变大； D. 压强变大，速度变大。 3、 如图所示，土壤中的悬着水，其上下两个液面都与大气相同，如果两个页面的曲率半径分别为RA和RB (RA<RB)，水的表面张力系数为α，密度为ρ，则悬着水的高度h为___

211

()__。 gRBRA

题1-3图

4、已知动物的某根动脉的半径为R, 血管中通过的血液流量为Q， 单位长度

血管两端的压强差为ΔP，则在单位长度的血管中维持上述流量需要的功率为____ΔPQ___。 5、城市自来水管网的供水方式为：自来水从主管道到片区支管道再到居民家的进户管道。一般说来，进户管道的总横截面积大于片区支管的总横截面积，主水管道的横截面积最小。不考虑各类管道的海拔高差（即假设所有管道处于同水平面），假设所有管道均有水流，则主水管道中的水流速度 大 ，进户管道中的水流速度 小 。

6、 如果忽略大气温度随高度的变化，求证海拔高度为h处的大气压为 pp0e



ghRT

其中P0为海平面的大气压强，μ为空气的平均摩尔质量，T为大气温度，R为普适气体常量。

- 1 -

7、 盛有水的圆筒容器，以均匀角速度ω绕中心轴旋转，当容器中的水和容器同步旋转时，求水面上沿半径方向的压强分布。

8、 一水坝长1 km，水深5 m，水坝与水平方向夹角600，求水对坝身的总压力。 解：水深h处得压强为

PP0gh

水深h处dh高度的水对坝身的压力为

对h从0到H积分的

H

H

dh

dfPL

sin

P0LH

1

gLH27.3108Nsin

HdhLdh

fdfPL(P0gh)

0sinsin00

其中水深H=5m，坝L=1m。

9、 在水平面上放在一个高度为H的灌满了水的圆筒形容器。若略去水的粘滞性，试研究应当在容器壁多大的高度h上钻一小孔，是的从小孔里流出的水落到桌面上的地点离容器最远。

- 2 -

10、如图所示，虹吸管的粗细均匀，略去水的粘滞性，求水流速度及A、B、C三处的压强。 1.解：在管外液面上任选一点

D，

vD0

pc0（2分）

p0ghp0gv2v2gh

1）CD两点：

2）BC两点：

pBg(hh)p0

pBp0g(hh)

题1-10图

AC两点pAp0gh

11、一开口容器截面积为S1 ，底部开一截面积为S2的孔。当容器内装的液体高度为h时，液体从孔中喷出的速度为多大？设液体为理想流体且作定常流动。 解：由于液体为理想流体且作定常流动，根据连续性原理，有

根据伯努利方程，有

从上两式联立解得

S1v1S2v2

1212v1

ghP0v222v2

2

2gS12/(S12S2)

P0

12

,下层的密度为ρ2，厚度为h2，

- 3 -

PBg(hh')P0

PAPogh'

PBP0g(hh')

13、匀速直线运动的火箭，发动机燃烧室内高温气体的压强为p，密度为ρ，求气体从截面积为S的狭窄喷嘴喷出时对火箭的反作用力，设喷出前后气流可视作理想流体的定常流动。

14、一圆筒中的水深为H=0.70m，底面积S1=0.06m2，桶底部有一面积为1.0×10-4 m2的小孔。问桶中的水全部流尽需多长时间？ 解：根据连续性原理和伯努利方程，有

Qv2S2v1S1

1212 （1）

ghv1v2

22

其中S2是小孔面积，v1是桶内水面下降的速度，v2是水从小孔流出的速度。从上可得

11S

ghv12(1)2v12

22S2即有 SS2dh

(1)2v12v122ghv12gh

22 S2dtS1S2

0dhT S2S2dh

2gdt(2g)dt

H02222 hhS1S2S1S2

2 S12S22H

T

S2g

代入数值既得：T=227s。



- 4 -

上大物理作业答案篇三

大学物理上册作业参考答案20090418

练习2 时间、空间与运动学

2.5 已知质点沿x轴的运动方程x = f ( t) , 怎样求其位移和路程? 现有一质点按x = 3 t 2 - t 3 m 的规律运动。试求:

(1) 画出x—t 图; (2) 最初4s 内的位移; (3) 最初4s 内的路程。

[分析与解答] 在直线运动中，当确定了坐标x的正方向后，位移可由始、末两点的坐标之差来计算，即x

x2x1

，其数值只与始末位置有关，并且可以是正值（位移与x轴正方向相同），也可以是

负值（位移方向与x轴正方向相反）；而路程是质点所走过路径的长度，它不仅与始末位置有关，而且与实际路径有关，并且总是正值。一般来说只有在单向直线运动中（无反向点）两者数值相同，但在有反向的直线运动中，两者数值就不相同了。

（1）x

3t

2

t,v

3

dxdt

6t3t,a

2

dvdt

66t

各时刻的数值如表所示。{上大物理作业答案}.

则x—t曲线如题2.5图所示。

（2）最初4s是指从t=0到t=4s的时间间隔，其位移为x

x4x016m



式中负号表示位移的方向与x轴正方向相反。若写成矢量式为xx4x016im

(3)求路程时，应首先看有无速度反向点，若有，应求出速度反向的时刻和位置。 由v

dxdt

6t3t

2

a



dvdt

66t

,即为反向点。此时的位置x2

4m

令v=0，得t=2s,此时刻 v=0,a=-12m则最初4s内的路程 s

s

2

。

x2x0x4x242024m

由以上计算表明：位移与路程是两个不同的概念。

2.9 通过阅读、研究本章例题, 小结一下求解平均速度与瞬时速度的方法。今有一质点沿y 轴的运动方程为y = 10 - 5 t2 m, 试求:

( 1) 1s～1.1s,1s～1.01s,1s～1.000 01s 各时间间隔的平均速度; ( 2) 当t = 1s 时的速度;

( 3) 通过上述计算, 如何领会瞬时速度和平均速度的关系与区别?

( 4) 求t = 1s 时的加速度, 并分析该质点的运动情况; ( 5) 本题能不能用(vv0)2

来计算平均速度? 为什么?

yt

[分析与解答]：（1）按平均速度的定义v设t时刻 y

tt

，因此，欲求v ，必须求出y。为此，

105t

2

①

y105tt

2

时刻 y ②

③

两式相减，得 y故平均速度为 v

yt

10tt5t10t5t

2

④

则各时间间隔内的平均速度分别为

t1s,t0.1st1s,t0.01st1s,t0.00001s

v110.5ms

v2

10.05ms

（负号表示沿-j方向）

v310.00005ms

2

（2）由题意，y v或 v

dydt

105tm

，故由t1s时的速度为

10t10ms

（方向沿j方向）



10jms

（3）通过以上计算，可知平均速度与时间间隔t有关，不同的时间段内的平均速度是不同的，但当时间间隔t越小时，平均速度就越趋近于瞬时速度。

（4）同理可求出t a



1s时的加速度为

dvdt

10ms

2

2

或 a10jms

由加速度和速度表达式可知：加速度是恒为负常数，在t且t

0

0

的情况下，速度值也恒为负值，

时，

y010m,v00,

因此该质点从y0

10m

处由静止开始沿y轴负方向作匀加速直线运

动。

（5）平均速度v

vv0

2

只适用于匀变速直线运动（即a为常数），若a不等于常数，就不能

用此式来计算平均速度了。

2.11 一质点在xOy 平面上运动,运动方程为x = 5 t + 3,y计。(1) 以时间t为变量, 写出质点位置矢量的表示式;

(2) 描画质点的运动轨迹;



12

t

2

3t4

,式中t 以s 计，x、y 以m

(3) 求出t = 1s 时刻和t = 2s 时刻的位置矢量和这段时间内质点的位移; (4) 求出质点速度的分量表示式, 计算t = 4s 时质点速度的大小和方向; (5) 求出质点加速度的分量表示式,计算t=4s 时质点加速度的大小和方向。

12

[分析与解答] （1）rxiyj(5t3)i(t3t4)j

2

m

（2）轨迹方程为 y（3）r1





x

2

50



2450

x

28150

18ij m;r213i4j m;

21

rr2r1(138)i(4)j5i3.5j m

2dxdy

ij5i(t3)j (4) vdtdt

则t=4s时， v4 arctan

25498.6ms



vyvx

arctan

75

54.5

dvxdvy

ijj（5） adtdt

则t=4s时，a4

1ms

2

（沿y轴正方向）

2.16 一张CD光盘音轨区域的内半径R1= 2.2cm,外半径为R2= 5.6cm,径向音轨密度为n= 650条/mm。在CD 唱机内,光盘每转一圈,激光头沿径向向外移动(扫描)一条音轨,激光束相对于光盘是以v

=1.3m/s 的恒定速率运动的。试问:

(1) 这张光盘的全部放音时间是多少?

(2) 当激光束到达离盘心r = 5cm 处时, 光盘转动的角速度和角加速度各是多少?

[分析与解答] (1)光盘上的音轨是一条间距很小的螺旋线(即阿基米德螺线)。为此，求其总长度时，可先求距光盘中心为r，宽度为dr内的音轨长度dl，即

dl2rndr 激光束扫过dl所需时间dt为 dt故光盘的全部放音时间t为

t



2rndr

v



dt



R2

2rndrv

R1



nv

(R2

2

2

2

R

21

)

2

650103.14

1.3

3

3

[(5.610)(2.210

)]

2

4.1610S69.3min

（2）由v



vr

r1.3

得r=5.0cm处的为

26rad/s,

ddt



vdrrdt

2

510

2



v

2

3

2nr

3.31rad/s

2

2.18 一水手在静水中能以v = 1.10m/s 的速度划船前进。今欲横渡一条宽为1000m, 水流速度u = 0.55m/s 的长江河段。试问:

(1) 他若要从出发点A 横渡, 并到达正对岸的B 点, 他应如何确定划行方向? 到达正对岸需要多少时间?

(2) 在划速不变的情况下, 如果希望用最短的时间过江, 他应如何确定划行方向? 船到达对岸的位置在何处?

[分析与解答]（1）根据题设条件，选船为研究对象（物），岸为静止参考系S，水为动参考系S.



船对岸的绝对速度船为v，水对岸的牵连速度为u，则船对水的相对速度v应满足vvu

要使船能到达正对岸的B点，则必须使v的方向垂直于对岸(即沿A-B的方向)，于是，船的滑行方向就必须沿与V成角的方向才行。即 船到达B点所需的时间为 t

Dv

1000vcos30

arcsin

uv

arcsin

0.051.10

30

10001.10

32

1.0510s17.5min

3

（2）要使船过江所用的时间最短，在划速V不变的情况下，必须使v有最大值。显然，此时v则船过江的最短时间t,为t,设船到达下游的C点，则l

Dv10001.10

'





u

。

909.1s15.2min

BCut0.55909.1500





m



2.23 已知质点在xOy 平面上的运动方程为r

( 1) 质点的运动轨迹; ( 2) t 时刻的速度v ; ( 3) t 时刻的加速度a。 [分析与解答]（1）已知

(costisintj)m

, 试求:

xcost,ysintx

2

y

2

cos

2

tsin

2

t1

则，质点的运动轨迹为半径R=1的圆周。



dr

(2)vsinticostj

dt

dv222

(3)acostisintjr

dt

2.24 质点沿x 轴正向运动, 加速度与速度成正比, 且方向相反, 即a = - kv, k为常量, 设t = 0 时,v0

v0,x00 , 试求:

( 1) 质点的速度v( t) , 并加以讨论; ( 2) 质点的运动方程x( t)。 [分析与解答]（1）质点作直线运动时 a

dvdt

kv

得 

v

dvv

v0

kdt

t

积分并代入上、下限后得 ln整理得 v

dxdt

vv0

kt

kt

v0e

由上式可知：速度v随时间t按指数规律衰减，即质点沿x轴正向作变减速运动。 （2）由 v得 

x



v0e

kt

dt

dx



k

t

v0e

kt

)

积分并整理得 x



v0

(1e

kt

v0k

由上式可知，质点运动的最远位置为xmzx



2.25 质点在x 方向运动, 已知速度v = 8 +3t2 (SI) , 当t = 8 s 时, 质点在原点左边52m 处。试求:

( 1) 质点的加速度和运动方程; ( 2) 初速度和初位置;

( 3) 分析质点的运动性质。 [分析与解答]（1）加速度 a由 v得 

x



dvdt

6tm/s

2

2



dxdt

83t

3

52

dx



t

8

(83t)dt

3t8

2

积分得 x52运动方程为 x（2）当t=0时，x0（3）在t>0时，v

3

8tt8tt64512

t8t628

，沿x轴正

628m,v08m/s

2

83t

0,a6t0,故质点从原点左侧628m处，以初速度v08m/s

方向（向右）作变加速运动。

上大物理作业答案篇四

大学物理作业题答案

二章

2-2 质量为16 kg的质点在xOy平面内运动，受一恒力作用，力的分量为fx＝6 N，fy

－

＝－7 N.当t＝0时，x＝y＝0，vx＝－2 m·s1，vy＝0.求当t＝2 s时质点的位矢和速度. 解： ax

fx63

ms2 m168

ay

(1)

fym



7

ms2 16

235

vxvx0axdt22ms1

084

277

vyvy0aydt2ms1

0168

于是质点在2s时的速度

57

vij

48

(2)

ms1

2-6 一颗子弹由枪口射出时速率为v0 m·s1，当子弹在枪筒内被加速时，它所受的合力

为F＝(a－bt)N(a，b为常数)，其中t以s为单位：

(1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间；(2)求子弹所受的冲量；(3)求子弹的质量. 解: (1)由题意，子弹到枪口时，有

－

11

r(v0taxt2)iayt2j

22

1713

(224)i()4j

28216

137ijm

48

F(abt)0,得t

(2)子弹所受的冲量

t

a

b

1

I(abt)dtatbt2

02

将t

a

代入，得 b

a2I

2b

(3)由动量定理可求得子弹的质量

Ia2

m

v02bv0

2-8 如题2-8图所示，一物体质量为2 kg，以初速度v0＝3 m·s1从斜面A点处下滑，它与斜面的摩擦力为8 N，到达B点后压缩弹簧20 cm后停止，然后又被弹回.求弹簧的劲度系数和物体最后能回到的高度

.

－

题2-8图

解: 取木块压缩弹簧至最短处的位置为重力势能零点，弹簧原 长处为弹性势能零点。则由功能原理，有

frs

1212kxmvmgssin37 22

12

mvmgssin37frs k

12kx2

式中s4.80.25m，x0.2m，再代入有关数据，解得

k1390Nm-1

再次运用功能原理，求木块弹回的高度h

frsmgssin37o

代入有关数据，得 s1.4m, 则木块弹回高度

12kx 2

hssin37o0.84m

五章

5-7 试说明下列各量的物理意义.

13i

kT； (2)kT； (3)kT； 222

i3Mi

(4)RT； (5) RT； (6) RT.

22Mmol2

(1)

解：(1)在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为

1

kT． 2

(2)在平衡态下，分子平均平动动能均为

3

kT. 2{上大物理作业答案}.

i

kT. 2

(3)在平衡态下，自由度为i的分子平均总能量均为

(4)由质量为M，摩尔质量为Mmol，自由度为i的分子组成的系统的内能为(5) 1摩尔自由度为i的分子组成的系统内能为

Mi

RT.

Mmol2

i

RT. 23

(6) 1摩尔自由度为3的分子组成的系统的内能RT，或者说热力学体系内，1摩尔分子的

2

3

平均平动动能之总和为RT.

2

八章

8-4 如题8-4图所示，AB、CD为长直导线，BC为圆心在O点的一段圆弧形导线，其半径为R.若通以电流I，求O点的磁感应强度.



解：如题8-4图所示，O点磁场由AB、BC、CD三部分电流产生．其中

AB 产生 B10



CD 产生B2

0I

12R

，方向垂直向里

CD 段产生 B3

0II3

(sin90sin60)0(1)，方向向里 R2R242

∴B0B1B2B3

0I3

(1)，方向向里．

2R26

题8-8图

8-8 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱(半径为a)和一同轴的导体圆管(内、外半径分别为b，c)构成，如题8-8图所示.使用时，电流I从一导体流去，从另一导体流回.设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：(1)导体圆柱内(ra)，(2)两导体之间(arb)，(3)导体圆筒内(brc)，(4)电缆外(rc)各点处磁感应强度的大小.

解：

L



Bdl0I

Ir2

(1)ra B2r02

R

B

(2) arb B2r0I

0Ir

2

2R

B

0I

2r

r2b2

0I (3)brc B2r0I2

2

cb

0I(c2r2)

B22

2r(cb)

(4)rc B2r0

B0