《华工大学物理作业》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华工大学物理作业（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课程名称课程名称 第第 1 页页 （共（共 页）页）2014-2-15 第二学期大学物理作业第二学期大学物理作业 一一 问答题问答题 1 一人用恒力推地上的木箱，经历时间 t未能推动木箱，此推力的冲量等于多Fv少？木箱既然受了力的冲量，为什么它的动量没有改变？Fv答：推力的冲量为 tFv动量定理中的冲量为合外力的冲量，此时木箱除受力外还受地面的Fv静摩擦力等其它外力，木箱未动说明此时木箱的合外力为零，故合外 力的冲量也为零，根据动量定理，木箱动量不发生变化2 2电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过 此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？ (
2、1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处； (2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处； (3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内 答：根据高斯定理，穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和，而与面内电 荷的分布情况及面外电荷无关，故： (1) 电通量不变， 1q1 / 0； (2) 电通量改变，由1变为2(q1q2 ) / 0； (3) 电通量不变，仍为13在“孤立”的半径为R的带电导体球外作一半径为r的同心球面，则下列说法 是否正确，如有错误请改正 1球面上电场均匀 2通过球面上任一单位面积的电场强度通量相等 3一试验电荷q0从球面上各不同点经任意路径移到无穷远处
3、，电场力作功不 相等 答：（1）球面上各点场强大小相等，但因方向各不相同，所以不能说 球面上电场相同（2）正确（3）电场力作功相等4一带电的“孤立”导体球，在静电平衡状态下，电荷均匀地分布在球表面上， 球内场强处处为零，其表面外附近场强处处垂直于球面如果在这导体球旁放一点 电荷，在静电平衡时，下列说法是否正确？如有错误请改正 1导体内部场强仍处处为零 2根据场强叠加原理，导体球外靠近表面处场强不再垂直于球面 3电荷仍均匀分布在导体球表面上 答：（1）正确（2）导体球外表面靠近表面处场强仍垂直与球面（3）导体球表面上电荷不再均匀分布b a c d lIvd 课程名称课程名称 第第 2 页页 （共
4、（共 页）页）5 5在所示图中，(1) 一个电流元的磁场是否在空间的所有点上磁感强度均不为零？ 为什么？(2) 电流元在a、b、c、d四点产生的磁感强度的方向？(设与lIvdlIvd a、b、c、d均在纸平面内) 答：(1) 否，由，的磁场在它的延长线上的各点磁感强)4/(dd3 0rrlIBvvvlIvd度均为零 (2) a，b，c，d 6如图所示，一磁铁竖直地自由落入一螺线管中，如果开关 K 是断 开的，磁铁在通过螺线管的整个过程中，下落 的平均加速度和重力加速度是什么关系；如果开关 K 是闭合的，磁 铁在通过螺线管的整个过程中，下落的平均加速度和重力加速度又 是什么关系(空气阻力不计)
5、答：(1) 螺线管中仅有感应电动势，但无感应电流，故对磁铁下落运 动没有影响 (2) 螺线管中有感应电流，根据楞次定律知磁铁进入螺线管中时，感应电流 激发的磁场抵制磁铁进入；但当磁铁欲从管中漏出时感应电流激发的磁场又阻止磁 铁从管中漏出7两个物体作同方向、同频率、同振幅的简谐振 动在振动过程中，每当第一个物体经过位移为 的位置向平衡位置运动时，第二个物体也经2/A 过此位置，但向远离平衡位置的方向运动试利用 旋转矢量法求它们的相位差 解：依题意画出旋转矢量图 由图可知两简谐振动的位相差为218设某时刻一横波波形曲线如图所示 (1) 试分别用矢量符号表示图中A，B，C，D，E，F，G，H，I等质
6、点在该时刻 的运动方向； (2) 画出四分之一周期后的波形曲线KSNO 2/A A x A O 2/A A x A xyO 课程名称课程名称 第第 3 页页 （共（共 页）页）二二 计算题计算题9. 一质量为m的子弹，水平射入悬挂着的静止砂袋中，如图所示砂袋质量为M ，悬线长为l为使砂袋能在竖直平面内完成整个圆周运动，子弹至少应以多大的 速度射入？mMlOxyAuBCDEFGH I波速xy uO图(1)图(2) 课程名称课程名称 第第 4 页页 （共（共 页）页）10. 如图所示装置，光滑水平面与半径为R的 竖直光滑半圆环轨道相接，两滑块A、B的质量 均为m，弹簧的劲度系数为k，其一端固定在O
7、 点，另一端与滑块A接触开始时滑块B静止 于半圆环轨道的底端今用外力推滑块A，使弹 簧压缩一段距离x后再释放滑块A脱离弹簧 后与B作完全弹性碰撞，碰后B将沿半圆环轨道上升升到C点与轨道脱离， OC与竖直方向成 =60角，求弹簧被压缩的距离x 解：(1) 设滑块 A 离开弹簧时速度为 v，在弹簧恢复原长的过程中，机械能守恒，因而有 22 21 21vmkx (2) A 脱离弹簧后速度不变，与 B 作完全弹性碰撞后，交换速度，A 静止，B 以初速度 v 沿圆环轨道上升 (3) B 在圆环轨道上运动时，它与地球系统的机械能守恒以 v表示 B 脱离 轨道时的速度，则有 22 21)cos1 (21vv
8、mmgRm Rmmg/cos2v由、式解出 )2/(7kmgRx 11如图所示，一内半径为a、外半径为b的金属球壳，带有电荷Q，在球壳空腔 内距离球心r处有一点电荷q设无限远处为电势零点，试求： (1) 球壳内外表面上的电荷 (2) 球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势 (3) 球心O点处的总电势ABOCOxqQabOr 课程名称课程名称 第第 5 页页 （共（共 页）页）12. 空中电流分布如图，两个半圆共面，且具有公共圆心，试求O点处的磁感强 度 I I I O R 2R 13 一无限长的直导线载有如图所示的电流，长度为b的金属杆CD与导线共面且 垂直，相对位置如图CD杆以速度平行直线
9、电流运动，求CD杆中的感应电动势，vv并判断C、D两端哪端电势较高？ a b I C D vv 课程名称课程名称 第第 6 页页 （共（共 页）页）14有电流的I长直导线附近，放一导体半圆环MeN与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直半圆环的半径为b，环心O与导线相距a设半圆环以速 度 平行导线平移，求半圆环内感应电动势的大小和方向以及MN两端的电压UM vv UN b M N e a I O vv 15已知一平面简谐波的表达式为 (SI) )37. 0125cos(25. 0xty 课程名称课程名称 第第 7 页页 （共（共 页）页）(1) 分别求x1 = 10 m，x2 = 25 m 两点处质点的振动方程； (2) 求x1，x2两点间的振动相位差； (3) 求x1点在t = 4 s 时的振动位移 16图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求 (1) 该波的波动表达式；x (m) O -0.04 0.20 u = 0.08 m/s y (m) P 0.40 0.60 (2) P处质点的振动方程. 课程名称课程名称 第第 8 页页 （共（共 页）页）
