第十四章 稳恒磁场
例题答案：
例14-1
03μI
例14-2 (C).
例14-3 μ0i ； 沿轴线方向朝右 例14-4 (D) 例14-5 (D)
例14-6 B=1.8×10-
4 T ；α =225°，α为 B 与x 轴正向的夹角
【解】 取d l 段，其中电流为
π=
π=π21=
θ
θd 2d 2d d I R IR R l I I 在P 点 θμθμμd d 222d d 2000
R
I
I R R I B π=π?π=π= 选坐标如图
R I B x 20d sin d π-=
θθμ， R
I B y
20d cos d π-=θθμ ?ππ-=2/020d sin θ
θμR I B x R I 20π-=μ ?ππ-=2
/020
d cos θθμR
I
B y R I
20π-=μ =
+=2
/122
)
(y x B B B =πR
I 2
02
μ 1.8×10-4 T
方向 1/tg ==x y B B α，
225=αo ，为 B 与x 轴正向的夹角。
例14-7 (1) a ._ 0 __ b . 2
πB R c . 2
πcos α-B R ；
(2) Φm =2
πcos θB R ； (3)
d =?
g S
B S 0 。
例 14-8 -μ0I 1 ； μ0(I 1+I 2) ； 0. 例14-9 (D) 例14-10 (C) 例14-11 （B ） 例14-12 02
2
2()
μ=
πbI
B R -a
x y ? d B P 例题14-6答案图
d l
θ d θ
【解】 导体内的电流密度 )
a π(
b I
J 22-=
由于电流和磁场分布的对称性，磁感线是以轴为中心的一些同心圆，去半径为r 的一条磁感线为环路，有安培环路定理：
d I μ?=∑??B l
有 )(22
2
202
2
a
b a r I )a πr J(πμr B 2
0--=-=?μπ r
a b π2a r I μB 2
2220)()
(--=∴ 例14-13 03
12()ln 22π
μ=
I F I -I ； 若 12I I >，则F 的方向向下；若12I I <，则F 的方向向上
【解】 载流导线MN 上任一点处的磁感强度大小为： )
(21
0x r I B +π=
μ)
2(22
0x r I -π-
μ
MN 上电流元I 3d x 所受磁力： x B I F d d 3=)
(2[
1
03x r I I +π=μx x r I d ])
2(21
0-π-
μ
010230d 2π()2π(2)??????
?r
μI μI F =I -x r +x r -x 0310[d 2πr μ=-+?I I x r x 2
0d ]2r -?I x r x
]2ln 2ln
[2213
0r r
I r r I I +π=
μ ]2ln 2ln [22130I I I -π=μ 2ln )(22130I I I -π
=μ
若 12I I >，则F 的方向向下， 12I I <，则F 的方向向上。
例14-14 (A) 例14-15 012
(2ln 2ln 3)2π
=
-μaI I A 【解】如图示位置，线圈所受安培力的合力为 ])
(22[
1
01
02a x I x
I aI F +π-
π=μμ
方向向右，从x = a 到x = 2a 磁场所作的功为
?
+-π=a
a
x a
x x I aI A 2210d )1
1
(2μ )3ln 2ln 2(2210-π=I aI μ
例14-16 (1) )(21210B B B +=
，)(2
1
12B B B -= ； (2) 012/)(μB B i -= ；
(3) 222100
()d 2B B iB S μ-=-=-F
j j
【解】设i 为载流平面的面电流密度，B 为无限大载流平面产生的磁场，0B 为均匀磁场的
磁感强度，作安培环路abcda ，由安培环路定理得： I I 2
例题14-15答案图
d ih μ?=??B l
ih Bh Bh 0μ=+
∴ 01
2
B i μ=
B B B -=01，B B B +=02
∴ )(21210B B B +=，)(2
1
12B B B -=
012/)(μB B i -=
在无限大平面上沿z 轴方向上取长d l ，沿x 轴方向取宽d a ，则其面积为 d S = d l d a ，面元所受的安培力为： 00d d ()d ()i a lB i SB =-=-F j j
单位面积所受的力
222100
()d 2B B iB S μ-=-=-F
j j 例14-17 (D) 例14-18 (A)
例14-19 (1) M m = 9.40×10-
4 N ·m ；
(2) θ = 15°
【解】 (1) 2
Ia p m =，方向垂直于线圈平面。
sin90m m M p B p B =?=?
= 9.40×10-4 N ·m
(2) 设线圈绕AD 边转动，并且线圈稳定时，线圈平面与竖
直平面夹角为θ，则磁场对线圈的力矩为
1
sin()2
m m M p B p B θ=?=π-θcos B p m =
重力矩： )sin 2
1(2sin θθa mg mga L +=θρsin 22g S a = =θcos B p m θρsin 22
g S a 712.3)/(2ctg ==BI g S ρθ 于是 o
15θ=
例14-20 0.80×10-
13k (N) 例14-21 (B) 例14-22 (C) 例14-23 (D)
练习题答案：
14-1
3
2
y
x
1B
2B
a b
c
a
d
例题14-16答案图
B
A C D I
mg mg mg n B )(21
θ-π例题14-19答案图
解：通电圆环中心处磁感应强度0I B R
μ=2，
由题意，12B B =，所以有
1212
I I R R =，即1112222
3I R l I R l ===
14-2
0I
B a
=
π 解：电流在O 点产生的磁场相当于CA +AD 一段导线上电流产生的磁场， ∴
002[cos 45cos135]I
I
B a a
μ=?
?-?=
π4π?
2
14-3 （1）)8/(0R I μ, （2）0 14-4 213R R = 解：0011
1
1
2
I I
B R R μμ=
?=
24，方向垂直纸面向里；
0022
2
12I
I B R R μμ=
?
=24，方向垂直纸面向外； 1222
3
B B B B =+=
，00021123I I I R R R μμμ-=?444
所以213R R = 14-5
b
b a a
I
+πln
20μ 解：取宽为d x 的长直导线，其上通有电流d d I
I x a
=
，在P 点处产生磁感应强度为 00d d d ππI
I
B x x
ax μμ=
=
22， 则0001d d d ln
πππa b b I I I a b
B B x x ax a x a b
μμμ++====222???
14-6 R =2r
解：在圆盘上取宽度为d r 的圆环，其上带电量d d 2πd q S r r σσ==， 电流d 2πd d d d 2πq r r
I r r t σσωω=
==，00d d =d 22
I B r r μμσω=，
0010
=d =d 2
2
r
B B r r μσω
μσω
=
??
，()002=d =d 2
2
R
r
B B r R r μσω
μσω
=
-??
，
12B B =，所以R =2r
14-7 π×10-3 T
解：长直螺线管内部磁感应强度：
7300
3114100.510T 0.210
B nI I d μμππ---===???=??
14-8 0μI ； 0 ； 02I μ
14-9 (1) 2
01/(2)μπrI R ；
(2)0/2μπI r ；
(3) 0
解：（1） 取半径r 的闭合回路，逆时针为正方向，由安培环路定理：
d 0I μ=∑?g ?i l
B l 2
00022
11
Ir I B 2r I B =
r 2r R 2R μμπμππππ'??=??= ； （2） 取半径r 的闭合回路，逆时针为正方向，由安培环路定理：
d 0I μ=∑?g ?i l
B l 00I
B 2r I B =
2r
μπμπ??=? ； （2） 取半径r 的闭合回路，逆时针为正方向，由安培环路定理：
d 0
I
μ=∑?g ?i
l
B l 00B 2r B=π??=?
14-10 21ΦΦΦ+=π
=
40I
μ2ln 20π
+
I
μ
解：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r 处的磁感强度的大小，由安培环路定 律可得：
)(22
0R r r R I
B ≤π=
μ
因而，穿过导体内画斜线部分平面的磁通Φ1为
???==S B S B d d 1??Φr r R
I R
d 2020?π=μπ=40I
μ
在圆形导体外，与导体中心轴线相距r 处的磁感强度大小为 )(20R r r
I
B >π=
μ
因而，穿过导体外画斜线部分平面的磁通Φ2为
??=S B ??d 2Φr r I R R
d 220?π=μ2ln 20π=I
μ
穿过整个矩形平面的磁通量 21ΦΦΦ+=π
=
40I
μ2ln 20π
+
I
μ
14-11 )
3(2200x a I
x
I
B -π+
π=
μμ )2
5
2(
a x a ≤≤ B 的方向垂直x 轴及图面向里 解：由磁场的磁感应强度叠加，知 00122π2π(3)
I
I
B B B x
a x μμ=+=
+
-，
方向垂直x 轴及图面向里
14-12 答：安培环路定理只适用于闭合电流，有限长载流直导线不闭合，故环路定律不适用． 14-13 012ln 2μI I l b
F =
πb -a a
解：d =αcos dr
，cos b a α-=l
，λλ22)a b (sin --=α，
所有电流元受力方向相同，积分可得电流I 2受磁力大小 F=?πμr 2I d I 102λ
=?απμ-b a 1210dr r 1cos 2I I =a
b
ln a b 2I I 210-πμλ，
则有F y =F ?cos α=a
b
ln 2I I 210πμ，F X =-Fsin α=-F
()λλ2
2a b --=-()a
b
ln
a
b a b 2I I 2
2210---πμλ。
14-14 ωλB R 3
π；在图面中向上 解：根据线圈在磁场中受到的磁力矩：
B m M ?=，线圈磁矩为n e m NIS =，则带电圆环旋转时产生电流
22Q R I R T λπλωπω
=
== ，23m NIS =R R R λωππλω==， 所以磁力矩大小3
M mB R B πλω==，方向在图面中竖直向上。 14-15 （1）6.67×10-7 T （2）7.20×10-
7 A ·m 2 解：（1）运动带电质点在O 点产生的磁场的磁感应强度B 的大小：
024qv
B R
μπ=
?，带入数值，得76.6710T B -=?； （2）带电质点产生的磁矩大小m NIS =，22Q q qv I T R v R
ππ=
==，
I 1x d λ
所以21
22
qv m IS =
R qvR R ππ=?=，带入数值，得m =7.20×10-7 A ·m 2
14-16
32sin 60mv
L =R =
o 解：运动电荷在磁场中运动的轨迹半径mv R =
eB
， 入射点和出射点之间距离为32sin 60mv
L =R =o
。
第十五章 磁介质
例题答案：
例15-1 I / (2πr )； μI / (2πr ) 例15-2 （D ）
例15-3 矫顽力较小，磁滞损耗小；适宜于制造变压器、电磁铁和电机中的铁心 例15-4 铁磁质；顺磁质；抗磁质 例15-5 矫顽力小；容易退磁
练习题答案：
15-1 (A) 15-2 (D) 15-3 (B) 15-4 (C)
15-5 答：不能。因为它并不是真正在磁介质表面流动的传导电流，而是由分子电流叠加而成，只是在产生磁场这一点上与传导电流相似。
第十六章 变化的电磁场
例题答案：
例16-1 （A ） 例16-2 （C ）
例16-3 2
10
5)/()(-?=+=NS r R q B T
【解】设在时间t 1→t 2中线圈法线从平行于磁场的位置转到垂直于磁场的位置，则在t 1时刻线圈中的总磁通为NBS N =Φ (S 为线圈的面积)，在t 2时刻线圈的总磁通为零，
于是在t 1→t 2时间内总磁通变化为 NBS N -=?)(Φ 令t 时刻线圈中的感应电动势为ε，则电流计中通过的感应电流为
d d ε
=
=-
N Φ
i R+r
R+r t
t 1→t 2时间内通过的电荷为
d d t t Φ
Φ?==-=-=??2
211
N N NBS
q i t ΦΦR+r R+r R+r ∴ 2
105)/()(-?=+=NS r R q B T
例16-4 (1) ()=t Φ0ln
2πμI l b+vt a+vt
(2) 0()
2με=πlI b -a ab
v 【解】
(1) 0()d d 2πS μI t l r r =?=???B S Φ0d 2πb t
a t
μIl r r ++=?v v 0ln 2πμIl b+t
a+t =v v
(2) 00()d d 2πt lI b -a Φ
t ab
με==-
=v 例16-5 （D ）
例16-6 (B) 例16-7 0(ln
)2πμε=
-Ib
a+d a
v a
d a+d
； 方向：ACBA (即顺时针) 【解】建立坐标系，长直导线为y 轴，BC 边为x 轴，原点在长直导线上，则斜边的方程为
a br a bx y /)/(-= ，式中r 是t 时刻B 点与长直导线的距离。 三角形中磁通量
0d ()d 2π
2πa+r a+r
r r
μI
μI y b br
x x x a ax Φ==-??)ln (20r r a a br b I +-π=μ 0d d (ln )
d 2d με=-=-πIb Φa+r a r
t a r a+r t 当r =d 时， 0(ln )2πIb a+d a
a d a+d με=-v
方向：ACBA (即顺时针)
例16-8 （D ） 例16-9 （D ）
例16-10 ε=3.68mV ；方向：沿adcb 绕向． 【解】大小：d d d Φt S B t ε==
2
211d d (sin )d /d 22
S B t =R oa B t εθθ=-?
=3.68mV 方向：沿adcb 绕向。 例16-11 （A ） 例16-12 （C ） 例16-13 （D ） 例16-14 0.400H 例16-15 (D) 例16-16 (C) 例16-17 (D)
例16-18 (C) 例16-19 (C) 例16-20 (A)
练习题答案：
16-1 =m I π2×10-
1 A = 0.987 A
解： n =1000 (匝/m)
nI B 0μ=
nI a B a 02
2μΦ=?=
20d d d d Φ=-=-I
N
Na n t t
εμ=π2×10-1 sin 100 πt (SI) /m m I R ε==π2×10-
1 A = 0.987 A 16-
2 2021π()d ()
2d μσω=-
?'
r R -R t i R t
方向：当d ω (t ) /d t >0时，i 与选定的正方向相反．
当d ω (t ) /d t <0时，i 与选定的正方向相同． 解：取半径为r ，宽度为dr 的带电圆环，产生的电流d d 2d d d d d 2q S r r I r r t t σσπσωπω
====， 在圆心处产生的磁场磁感应强度00d 1
d d 22
I
B r r μμσω=
=
，
整个圆环在圆心处产生的2211002111
=d d ()22
R R R R B B r R R μσωμσω==-??，
则小导体环里通过的磁通量2
0211()2
B S R R r φμσωπ=?=-，
导体环中的感应电流2
0211d 1d ()d 2d i R R r R R t R t
εφω
μσπ==-?=--'''。 方向：当d ω (t ) /d t >0时，i 与选定的正方向相反．
当d ω (t ) /d t <0时，i 与选定的正方向相同．
16-3 04ln 23
μεα=
π
d
；线圈中的感应电流是顺时针方向．
解：(1) 载流为I 的无限长直导线在与其相距为r 处产生的磁感强度为：
)2/(0r I B π=μ
以顺时针绕向为线圈回路的正方向，与线圈相距较远的导线在线圈中产生的磁通量为：
2
3
ln
2d 203201π
=
π?
=?Id
r r
I
d d
d
μμΦ 与线圈相距较近的导线对线圈的磁通量为：
2ln 2d 20202π
-
=π?
-=?Id
r r
I
d d
d
μμΦ
总磁通量 3
4ln 2021π-
=+=Id
μΦΦΦ 感应电动势为： 00d 4d 4
(ln )ln d 23d 23
d d I t t μμεα=-==ππΦ
由ε>0和回路正方向为顺时针，所以 的绕向为顺时针方向，线圈中的感应电流 亦是顺时针方向． 16-4 ε221
sin 2
ωθ=
BL ； ε的方向沿着杆指向上端 解：在距O 点为l 处的d l 线元中的动生电动势为
d ()d v B l ε=??v v
v
θωsin l =v ∴ L
1d (v )d v sin()cos d 2L B l B l εα=?=π???v v v
??==Λ
θωθθωL
l l B l lB 0
2
d sin sin d sin
θω2
2sin 2
1BL =
ε的方向沿着杆指向上端．
16-5 23
10
ω=-
a b U -U BL 解：Ob 间的动生电动势：
4/5
4/5
10
(v )d d L L B l Bl l εω=
??=?
?v
v v 225016)54(21BL L B ωω==
b 点电势高于O 点． Oa 间的动生电动势：
/5
/5
20
(v )d d L L B l Bl l εω=
?=??
?v
v v 22501)51(21BL L B ωω==
a 点电势高于O 点． ∴ 22211165050a
b U U BL BL εεωω-=-=-2210
3
5015BL BL ωω-=-= 16-6 ()02ln 2π2a b μI a b
ε+=
+v ； D 端电势高
解：以C 点为坐标原点，沿CD 方向建立x 轴正方向，取距离C 点x 位置处，长度为dx 的
杆，两导线在该位置处产生的磁场的磁感应强度：
()
()
00222I
I
B a x a x μμππ=
-
++，方向垂直纸面向外，
产生的感应电动势：()
()00d d d 222I
I
vB x v x a x a x μμεππ?
?
==-
??++??
，
CD 杆上产生的感应电动势：
O
l ?d B ?
θ
l B
???v α
()()()()()000000d d ln ln 222222ln 22b
b I I Iv
v x a x a x a x a x a b Iv a b
μμμεεπππμπ??==-=+-+??????++??+=+?? D 端电势高
16-7 3
0d /d (2/3)cos i εΦωω=-=-πt B a t ；当 i ε >0时，电动势沿顺时针方向．
解：取回路正向顺时针，则
r t r B r r B a
d sin 2d 20
2
0ωΦ??
π=π=
t a B ωsin )3/2(3
0π=
3
0d /d (2/3)cos i t B a t εΦωω=-=-π
当 i ε>0时，电动势沿顺时针方向． 16-8 证明
证：取长直导线之一的轴线上一点作坐标原点，设电流为I ，则在两长直导线的平面上两线之间的区域中B 的分布为 r
I
B π=
20μ)
(20r d I
-π+
μ
穿过单位长的一对导线所围面积（如图中阴影所示）的磁通为
==??S
S B ??d Φr r d r I
a
d a
d )11(20
?
--+πμa a
d I -π=ln 0
μ a
a
d I
L -π
=
=
ln
μΦ
16-9 =1.26A I 解： 2020)(2
1
21nI H w μμ==
∴ 26.1/)/2(0==n w I μ A 16-10
证明：长直导线内任意一点磁场的磁感应强度02
2πIr
B R
μ=
，
对应该点处的磁场能量密度22
2024
0128I r B w R μμπ==
， 单位长度导线所储存的磁能为：2223
200
02440d 2d d 8416R I r I r I W V r r r R R μμμωππππ
==?==???
2a
d r
I
I
O
r
第十七章 电磁波
例题答案：
例17-1 (C)
例17-2 垂直；横：相同；同时 例17-3 -5
2
1.5910W/m ?
练习题答案：
17-1 证明略 17-2 8
210m/s ?
17-3 能流密度矢量，其大小表示单位时间内流过与能量传输方向垂直的单位横截面积的能量，其方向为能量的传输方向；S E H =?
1-4 在离水面高h 米的岸上,有人用绳子拉船靠岸,船在离岸S 处,如题1-4图所示.当人以0v (m ·1-s )的速率收绳时,试求船运动的速度与加速度的大小. 图1-4 解: 设人到船之间绳的长度为l ,此时绳与水面成θ角,由图可知 2 22s h l += 将上式对时间t 求导,得 t s s t l l d d 2d d 2= 题1-4图 根据速度的定义,并注意到l ,s 就是随t 减少的, ∴ t s v v t l v d d ,d d 0-==-=船绳 即 θ cos d d d d 00v v s l t l s l t s v ==-=-=船 或 s v s h s lv v 02/1220)(+==船 将船v 再对t 求导,即得船的加速度 1-6 已知一质点作直线运动,其加速度为 a ＝4+3t 2s m -?,开始运动时,x ＝5 m,v =0,
求该质点在t ＝10s 时的速度与位置. 解:∵ t t v a 34d d +== 分离变量,得 t t v d )34(d += 积分,得 122 34c t t v ++= 由题知,0=t ,00=v ,∴01=c 故 22 34t t v += 又因为 22 34d d t t t x v +== 分离变量, t t t x d )2 34(d 2+= 积分得 2322 12c t t x ++= 由题知 0=t ,50=x ,∴52=c 故 52 1232++=t t x 所以s 10=t 时 m 7055102 1102s m 190102310432101 210=+?+?=?=?+?=-x v 1-10 以初速度0v ＝201s m -?抛出一小球,抛出方向与水平面成幔 60°的夹角, 求:(1)球轨道最高点的曲率半径1R ;(2)落地处的曲率半径2R .
《大学物理B(2)》课程教学大纲一、课程基本信息
第5章：真空中的静电场 课程内容： 1、电荷和电场库仑定律 2、电场强度场强的叠加原理连续分布电荷的场强 3、电场线电通量高斯定理高斯定理的应用 4、静电场力做功电势能电势电势差电势的叠加原理场强与电势的关系※ 5、电偶极子 6. 电流和电流密度欧姆定律电动势 基本要求： 1、掌握电场强度和电势的概念以及场的叠加原理。 2、掌握用叠加原理计算简单的典型的场源所产生的电场强度和电势。 3、理解高斯定理和环路定律，能熟练地用高斯定理求具有特殊对称性分布电荷的场强。 4、掌握电场力的功与电势差和移动电荷之间的关系。 5、理解电场是保守力场。 6、掌握电势与场强的积分关系。 7、了解解电场线、等势面的概念。 8、了解场强和电势梯度的关系。 9、了解电偶极子，电偶极矩的概念。 10、理解电流、电流密度、电动势的概念。 11、掌握欧姆定律 本章重点： 1、电场强度和电势的概念、场的叠加原理。 2、掌握高斯定理和环路定律的应用 3、会计算电场力的功。 4、电流密度、欧姆定律 本章难点： 1、利用叠加原理计算简单的典型的场源所产生的电场强度和电势。 2、用高斯定理求具有特殊对称性分布电荷的场强。 模块分类及要求:
※第6章：静电场中的导体和电介质 课程内容： 1、静电场中的导体 2、静电场中的电介质 3、电位移有电介质时的高斯定理 4、电容电容器 5、静电场的能量能量密度 6、静电的应用 基本要求： 1、理解导体静电平衡条件及导体表面电荷分布。 2、掌握电容的定义及其物理意义，能计算平板、球、圆柱形电容器的电容。 3、了解电介质极化的微观解释和极化强度矢量。 4、理解电介质中的高斯定理和各向同性介质中电位移与电场强度的关
习题1 1-1 质点作曲线运动，在时刻t 质点的位矢为r ，速度为v ，t 至()t t +?时间内的位移为r ?，路程为s ?，位矢大小的变化量为r ?（或称r ?），平均速度为v ，平均速率为v 。 （1）根据上述情况，则必有（ ） （A ）r s r ?=?=? （B ）r s r ?≠?≠?，当0t ?→时有dr ds dr =≠ （C ）r r s ?≠?≠?，当0t ?→时有dr dr ds =≠ （D ）r s r ?=?≠?，当0t ?→时有dr dr ds == （2）根据上述情况，则必有（ ） （A ）,v v v v == （B ）,v v v v ≠≠ （C ）,v v v v =≠ （D ）,v v v v ≠= 1-2 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处，对其速度的大小有四种意见，即 （1） dr dt ；（2）dr dt ；（3）ds dt ；（4下列判断正确的是： （A ）只有（1）（2）正确 （B ）只有（2）正确 （C ）只有（2）（3）正确 （D ）只有（3）（4）正确 1-3 质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，s 表示路程，t a 表示切向加速度。对下列表达式，即 （1）dv dt a =；（2）dr dt v =；（3）ds dt v =；（4）t dv dt a =。 下述判断正确的是（ ） （A ）只有（1）、（4）是对的 （B ）只有（2）、（4）是对的 （C ）只有（2）是对的 （D ）只有（3）是对的 1-4 一个质点在做圆周运动时，则有（ ） （A ）切向加速度一定改变，法向加速度也改变 （B ）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变 （C ）切向加速度可能不变，法向加速度不变
第1章 质点运动学 P21 1.8 一质点在xOy 平面上运动，运动方程为：x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4. 式中t 以 s 计，x ,y 以m 计。⑴以时间t 为变量，写出质点位置矢量的表示式；⑵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；⑶ 计算t ＝0 s 时刻到t ＝4s 时刻内的平均速度；⑷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)。 解：（1）j t t i t r )432 1()53(2-+++=m ⑵ 1=t s,2=t s 时，j i r 5.081-= m ；2114r i j =+m ∴ 213 4.5r r r i j ?=-=+m ⑶0t =s 时，054r i j =-；4t =s 时，41716r i j =+ ∴ 140122035m s 404 r r r i j i j t --?+= ===+??-v ⑷ 1d 3(3)m s d r i t j t -==++?v ，则：437i j =+v 1s m -? (5) 0t =s 时，033i j =+v ；4t =s 时，437i j =+v 24041 m s 44 j a j t --?= ===??v v v (6) 2d 1 m s d a j t -==?v 这说明该点只有y 方向的加速度，且为恒量。 1.9 质点沿x 轴运动，其加速度和位置的关系为2 26a x =+，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,试求质点在任何坐标处的速度值。 解：由d d d d d d d d x a t x t x ===v v v v 得：2 d d (26)d a x x x ==+v v 两边积分 210 d (26)d x x x =+? ?v v v 得：2322 250x x =++v ∴ 1m s -=?v 1.11 一质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动方程为θ=2+33t ，式中θ以弧度计，t 以秒计，求：⑴ t ＝2 s 时，质点的切向和法向加速度；⑵当加速度 的方向和半径成45°角时，其角位移是多少? 解： t t t t 18d d ,9d d 2==== ωβθω ⑴ s 2=t 时，2 s m 362181-?=??==βτR a 2 222s m 1296)29(1-?=??==ωR a n ⑵ 当加速度方向与半径成ο45角时，有：tan 451n a a τ?== 即：βωR R =2 ，亦即t t 18)9(2 2=，解得：9 23= t 则角位移为：32 2323 2.67rad 9 t θ=+=+? = 1.13 一质点在半径为0.4m 的圆形轨道上自静止开始作匀角加速度转动，其角加速度为α=0.2 rad/s 2，求t ＝2s 时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度。 解：s 2=t 时，4.022.0=?== t αω 1s rad -? 则0.40.40.16R ω==?=v 1s m -? 064.0)4.0(4.022=?==ωR a n 2 s m -? 0.4 0.20.0a R τα==?=2s m -? 22222 s m 102.0)08.0()064.0(-?=+=+= τa a a n 与切向夹角arctan()0.06443n a a τ?==≈?
大学物理实验课程教学大纲 课程名称：大学物理实验 英文名称：College Physics Experiment 实验课程编号：110309 课程性质：基础必修课 课程属性：工科各专业本科生必修 教材名称：《大学物理实验》 实验指导书名称： （无） 课程总学时：56 实验总学时：56 开设实验项目数：17 总学分：3.5 应开实验学期：一年级第2学期，二年级第1学期 适用专业：工科各专业本科生 先修课程：高等数学 本大纲主撰人：凌亚文 审核人：王占民 一、 课程的目标及基本要求 物理学是一门实验科学。物理规律的发展及其理论的建立，都必须以严格的物理实验为基 础，并受到实验的检验。 为了适应社会飞速发展的要求，需要培养大量有创造性的工程技术人才。为此要求工科大 学毕业生，不仅要具有较宽广的基础理论知识， 而且还要具有能从事现代科学实验的较强能力。 物理实验是学生入学后，受系统实验技能训练的开端，是一系列实验训练的重要基础。因此， 在整个物理学的教学过程中，必须十分注意实验技能的训练，物理实验应与理论教学具有同等 重要的地位，而不是作为理论课的附属环节。 二、 课程实验的目的要求 在一定的物理知识和中学物理实验的基础上，对学生进行实验方法和技能的基础训练。要 求学生弄懂实验原理，了解一些物理量的测量方法。要求学生熟悉常用仪器的基本原理和性能, 并了解使用方法。要求学生能够正确记录、处理实验数据，分析判断实验结果，并能写出比较 完整的实验报告。培养和提高学生观察、分析实验现象的本领和独立工作能力。并通过实验中 的观察、测量和分析，加深对物理学中某些概念、规律和理论的理解。培养学生严肃认真的工 作作风，实事求是的科学态度和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。 三、 适用专业 工科各专业本科生。 四、实验方式与基本要求 西安建筑科技大学 负责人：史彭
《大学物理学》课后习题参考答案 习 题1 1-1. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为 )ωt sin ωt (cos j i +=R r 其中ω为常量．求：（1）质点的轨道；(2)速度和速率。 解：1） 由)ωt sin ωt (cos j i +=R r 知 t cos R x ω= t sin R y ω= 消去t 可得轨道方程 222R y x =+ 2） j r v t Rcos sin ωωt ωR ωdt d +-== i R ωt ωR ωt ωR ωv =+-=2 122 ])cos ()sin [( 1-2. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j i r )t 23(t 42++=，式中r 的单位为m ，t 的单位为s .求： （1）质点的轨道；（2）从0=t 到1=t 秒的位移；（3）0=t 和1=t 秒两时刻的速度。 解：1）由j i r )t 23(t 42++=可知 2t 4x = t 23y += 消去t 得轨道方程为：2)3y (x -= 2）j i r v 2t 8dt d +== j i j i v r 24)dt 2t 8(dt 1 1 +=+==??Δ 3） j v 2(0)= j i v 28(1)+= 1-3. 已知质点位矢随时间变化的函数形式为j i r t t 22+=，式中r 的单位为m ，t 的单
位为s .求：（1）任一时刻的速度和加速度；（2）任一时刻的切向加速度和法向加速度。 解：1）j i r v 2t 2dt d +== i v a 2dt d == 2）21 22 12)1t (2] 4)t 2[(v +=+= 1 t t 2dt dv a 2 t +== n a == 1-4. 一升降机以加速度a 上升，在上升过程中有一螺钉从天花板上松落，升降机的天花板与底板相距为d ，求螺钉从天花板落到底板上所需的时间。 解：以地面为参照系，坐标如图，升降机与螺丝的运动方程分别为 2012 1 at t v y += （1） 图 1-4 2022 1 gt t v h y -+= （2） 21y y = （3） 解之 t = 1-5. 一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求： （1）小球的运动方程； （2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的t d d r ，t d d v ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 2 1 h y -= 式（2） j i r )gt 2 1 -h (t v (t)20+= （2）联立式（1）、式（2）得 2 02 v 2gx h y -= （3） j i r gt -v t d d 0= 而 落地所用时间 g h 2t =
《大学物理A》课程教学大纲 课程编号：90902008 学时：96 学分：6 适用专业：材料成型及控制工程、电气工程及其自动化、机械电子工程、机械设计制造及其自动化、电子信息工程、通信工程 开课部门：基础教学部 一、课程的性质与任务 大学物理课程是我校工科专业的一门专业基础课，具有实验性强的特点。通过本课程的学习，使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，为进一步学习打下坚实的基础。在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。 三、实践教学的基本要求
2.实践教学要求 实践教学具体要求见《大学物理实验大纲》。 四、课程的基本教学内容及要求 第一章质点力学 1. 教学内容 （1）质点运动的描述 （2）牛顿运动定律； （3）功和能机械能守恒定律； （4）冲量和动量动量守恒定律； （5）力矩和角动量角动量守恒定律。 2．重点与难点 重点：质点运动的描述、牛顿运动定律及其应用、动量定理、动能定理、机械能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律。
难点：牛顿运动定律和三个守恒定律及其成立条件 3.课程教学要求 教学中要通过把质点力学的研究对象抽象为理想模型，逐步使学生学会建立模型的科学研究方法。应注意1.质点力学中除角动量部分外绝大多数概念学生在中学阶段已有接触，故教学中展开应适度，以避免重复；2.学习矢量运算、微积分运算等方法在物理学中的应用。3.可简要说明守恒定律与对称性的相互关系及其在物理学中的地位。 使学生掌握描述质点运动的基本物理量：位置矢量、位移、速度和加速度的概念，理解它们具有的矢量性、相对性和瞬时性，能用求导方法由已知的运动方程求速度和加速度；掌握牛顿运动定律的内容及应用；掌握质点的动能和动能定理，理解保守力和势能的概念，理解系统的机械能定理及其应用，掌握机械能守恒定律及适用条件与应用；理解冲量的概念，掌握动量定理、动量守恒定律及适用条件与应用；了解力矩和角动量的概念，理解角动量守恒定律及应用。 第二章刚体力学基础 1.教学内容 （1）刚体定轴转动的运动学描述； （2）刚体定轴转动的动力学描述； （3）刚体定轴转动的机械能守恒； （4）刚体定轴转动的角动量守恒。 2．重点与难点 重点：刚体定轴转动的转动定律、机械能守恒定律和角动量守恒定律。 难点：转动定律的应用、机械能守恒的条件和角动量守恒的条件。 3. 课程教学要求 教学中要通过把刚体力学的研究对象抽象为理想模型，逐步使学生学会建立模型的科学研究方法。教学过程中应注意1.刚体力学中除刚体外绝大多数概念学生在中学阶段已有接触，故教学中展开应适度，以避免重复；2.学习矢量运算、微积分运算等方法在物理学中的应用。 使学生理解转动惯量的物理意义，了解平行轴定理的内涵，掌握刚体定轴转动的转动定律及应用；了解力矩的功的计算，掌握刚体定轴转动的机械能守恒定律及应用；理解刚体定轴转动的角动量守恒定律。 第三章机械振动 1.教学内容 （1）简谐运动的运动学描述； （2）简谐运动的动力学方程和能量； （3）简谐运动的合成。 2.重点与难点 重点：简谐运动的运动学描述。 难点：简谐运动的动力学方程。 3.课程教学要求 教学中应强调简谐运动的描述特点及研究方法，突出相位及相位差的物理意义。振动是应用演示手段较为丰富的部分，教学中应充分应用演示实验和多媒体手段阐述旋转矢量法；展示阻尼振动、受迫振动和共振现象、振动的合成。并可鼓励学生自己设计展示物理思想和物理现象的多媒体课件。 使学生掌握简谐运动的概念及其三个特征量的意义，理解简谐运动的动力学特征及能量特征，理解两个同方向、同频率简谐运动的合成问题。
第1章 质点运动学 习 题 一 选择题 1-1 对质点的运动，有以下几种表述，正确的是[ ] (A)在直线运动中，质点的加速度和速度的方向相同 (B)在某一过程中平均加速度不为零，则平均速度也不可能为零 (C)若某质点加速度的大小和方向不变，其速度的大小和方向可不断变化 (D)在直线运动中，加速度不断减小，则速度也不断减小 解析：速度是描述质点运动的方向和快慢的物理量，加速度是描述质点运动速度变化的物理量，两者没有确定的对应关系，故答案选C 。 1-2 某质点的运动方程为)(12323m t t x +-=，则该质点作[ ] (A)匀加速直线运动，加速度沿ox 轴正向 (B)匀加速直线运动，加速度沿ox 轴负向 (C)变加速直线运动，加速度沿ox 轴正向 (D)变加速直线运动，加速度沿ox 轴负向 解析：229dx v t dt = =-，18dv a t dt ==-，故答案选D 。 1-3 一质点在平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为v ，瞬时速率为v ，某一段时间内的平均速率为v ，平均速度为v ，他们之间的关系必定有[ ] (A)v =v ，v =v (B)v ≠v ，v =v (C)v ≠v ，v ≠v (D)v =v ，v ≠v 解析：瞬时速度的大小即瞬时速率，故v =v ；平均速率s v t ?=?，而平均速度t ??r v = ，故v ≠v 。答案选D 。 1-4 质点作圆周运动时，下列表述中正确的是[ ]
(A)速度方向一定指向切向，所以法向加速度也一定为零 (B)法向分速度为零，所以法向加速度也一定为零 (C)必有加速度，但法向加速度可以为零 (D)法向加速度一定不为零 解析：质点作圆周运动时，2 n t v dv a a dt ρ =+=+ n t n t a e e e e ，所以法向加速度一定不为零，答案选D 。 1-5 某物体的运动规律为 2dv kv t dt =-，式中，k 为大于零的常量。当0t =时，初速为0v ，则速率v 与时间t 的函数关系为[ ] (A)2012v kt v =+ (B)2011 2kt v v =+ (C)2012v kt v =-+ (D)2011 2kt v v =-+ 解析：由于2dv kv t dt =-，所以 02 0()v t v dv kv t dt =-? ? ，得到20 11 2kt v v =+，故答案选B 。 二 填空题 1-6 已知质点位置矢量随时间变化的函数关系为2=4t +( 2t+3)r i j ，则从0t =到1t s =时的位移为 ，1t s =时的加速度为 。 解析：45342=-=+-=+1010r r r i j j i j ,228d d dt dt = ==111v r a i 1-7 一质点以初速0v 和抛射角0θ作斜抛运动，则到达最高处的速度大小为 ，切向加速度大小为 ，法向加速度大小为 ，合加速度大小为 。 解析：以初速0v 、抛射角0θ作斜抛的运动方程：
《大学物理》（I）教学大纲 <总学时数：48，学分数：3> 一．课程的性质、任务和目的 大学物理课程是理工类大学生一门必修的重要基础课，它为学生学习后继课程和解决实际问题提供了必不可少的物理基础知识及常用的物理方法。在课程学习中，要求以应用为目的，加强与实际应用较多的基础知识和基本方法的训练。通过各个教学环节，使学生具有较完整的物理理论基础和比较熟练的运用物理知识解决实际问题的能力和创新能力。 二．课程基本内容和要求 （一）质点运动学 1.理解质点模型和参照系等概念。 2.掌握描述质点运动的物理量：位置矢量、位移、路程、速度、加速度等。 3.能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面内运动时的速度和加速度。理解速度与加速度的瞬时 性、矢量性和独立性等基本特性。 4.掌握圆周运动的角量表示及角量与线量之间的关系。能够计算质点作圆周运动时的角速度和角加 速度、切向加速度和法向加速度。 5.了解相对运动的基本概念，并能解决一些简单问题。 （二）牛顿运动定律 1.理解牛顿运动三定律的物理内容，了解其适用范围。 2.能够使用隔离法分析物理对象，熟练应用牛顿运动定律分析和解决基本力学问题。 （三）动量守恒定律和能量守恒定律 1.掌握动量、冲量的概念，明确其物理意义，并熟练应用动量原理、动量守恒定律求解质点在平面 内的动力学问题。 2.理解功、动能、势能、保守力和机械能概念，明确其物理意义，并能进行有关的计算。 3.掌握动能定理、机械能守恒定律，理解功能原理、能量守恒定律及其意义。 （四）刚体的转动 1.了解刚体模型和刚体的基本运动，理解刚体运动与质点运动的区别和联系。
2.理解描述刚体定轴转动的角坐标、角位移、角速度和角加速度等概念及其运动学公式。 3.理解转动惯量的意义及计算方法，能够计算典型几何形体的转动惯量。 4.理解转动定律，能够结合力矩概念构造动力学方程求解定轴转动的问题。 5.理解力矩的功，刚体的转动动能，刚体的重力势能等的计算方法；能够应用动能定理及机械能守 恒定律解决刚体定轴转动的问题。 6.理解刚体的动量矩（角动量）概念，能计算刚体或质点对固定轴的动量矩。理解动量矩守恒定律 及其适用条件，并能对含有定轴转动刚体在内的系统正确应用角动量定理及角动量守恒定律分析、计算有关问题。 （五）机械振动 1.理解谐振动模型，掌握简谐振动的基本特征及描述简谐振动的基本特征量：频率、相位、振幅的 意义及确定方法，能够进行一些简单的计算。 2.掌握旋转矢量法，并能用以分析有关问题（如确定初相、运动时间、写出振动方程）。 3.理解两个同方向、同频率谐振动合成的规律，以及合振动振幅极大和极小的条件。了解两个互相 垂直、同频率和不同频率谐振动的合成规律，了解李萨如图形。 （六）机械波 1.理解描述波动的各物理量的物理意义及各量之间的相互关系。 2.理解机械波产生的条件。掌握根据已知质元的振动表达式建立平面简谐波的波函数的方法以及波 函数的物理意义，理解波形图线。了解波的能量传播特征及能流、能流密度等概念。 3.理解惠更斯原理和波的叠加原理。掌握波的相干条件，能应用位相差和波程差的概念分析和确定 相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。 4.理解驻波及其形成的条件和特点，建立半波损失的概念，了解驻波和行波的区别。 （七）波动光学 1.了解原子发光的特点，理解光的相干条件及获得相干光的基本原理和一般方法。 2.掌握光程概念以及光程差与相位差的关系，了解反射时产生半波损失的条件。能正确计算两束相 干光之间的光程差和相位差，并写出产生明条纹和暗条纹的相应条件。 3.掌握杨氏双缝干涉的基本装置和实验规律，了解干涉条纹的分布特点及其应用，并能做相应的计 算。掌握薄膜等厚干涉的规律及干涉位置的计算，理解等倾干涉条纹产生的原理，了解薄膜干涉原理在实际中的应用。了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理及其应用。 4.理解惠更斯-菲涅耳原理及其对光衍射现象的定性解释。了解分析单缝夫琅和费衍射的半波带法， 能够根据衍射公式确定明、暗条纹分布。了解光栅衍射条纹的成因和特点，掌握光栅公式，了解
大学物理上册课后习题答案
习题解答 习题一 1-1 ｜r ?｜与r ? 有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明． 解： （1）r ?是位移的模，?r 是位矢的模的增量， 即r ?1 2r r -=，1 2 r r r ? ?-=?； （2）t d d r 是速度的模，即t d d r = =v t s d d . t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =（式中r ?叫做单位矢），则t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中t r d d 就是速度径向上的分量， ∴ t r t d d d d 与r 不同如题1-1图所示. 题 1-1图 (3) t d d v 表示加速度的模，即 t v a d d ? ?= ，t v d d 是加速度a 在切向上的分量.
∵有ττ??(v =v 表轨道节线方向单位矢），所以 t v t v t v d d d d d d τ τ???+= 式中dt dv 就是加速度的切向分量. ( t t r d ?d d ?d τ??Θ与的运算较复杂，超出教材规定，故不予 讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t )，y =y (t )，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出r ＝ 2 2 y x +，然后根据v =t r d d ，及a ＝ 2 2d d t r 而求得结果； 又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v =2 2 d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 及a = 2 22222d d d d ??? ? ??+???? ??t y t x 你认为两种 方法哪一种正确？为什么？两者差别何在？ 解：后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量，在平面直角坐标系中，有 j y i x r ? ??+=， j t y i t x t r a j t y i t x t r v ??? ???? ?222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴ 故它们的模即为 2 222 22222 2 2 2d d d d d d d d ? ?? ? ??+???? ??=+=? ? ? ??+??? ??=+=t y t x a a a t y t x v v v y x y x
大学物理实验课教学大纲 大学物理实验课程体系、内容和教学模式 (1) 一级物理实验（基础物理实验） (3) 二级物理实验（综合性、设计性实验） (4) 三级物理实验（现代物理实验技术） (5) 四级物理实验（研究型实验） (7) 开放实验 (8) 物理学在人的科学素质培养中具有重要的地位，实验为物理学的基础，它反映了理工科实验的共性和普遍性问题,在人才科学素质培养中起着不可替代的重要作用.20世纪中叶以来，以计算机信息科学技术、生命科学、空间科学、材料科学等为代表的新的科学技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流。因此，物理实验课程体系，教学内容和教学方法、手段必须由封闭型向开放型转变。大学物理实验作为大学生在进校后的第一门科学实验课程，不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术的发展相适应的综合能力，适应时代的发展，科技进步的创新能力。 大学物理实验课程体系、内容和教学模式 1．素质教育为目标，建立物理实验课程新体系： 打破了传统的力、热、电、光、近代物理实验教学的封闭体系。建立以基本实验、综合性实验、设计性实验、研究性实验等组成的新的实验课程体系，形成从低到高、从基础到前沿、从接授知识到培养综合能力，逐级提高的四级基础物理实验课程新体系。每一级物理实验大致用一个学期的时间完成，不同的级标志着不同实验技能和科学思维水平。使学生从较高起点进入大学物理实验，一个台阶、一个台阶地走向科学的高峰。 2．注重物理实验的时代性与先进性，改革实验教学内容： 物理实验必须与现代科学技术接轨，才能激发学生的学习积极性与热情，也才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中，例如将计算机技术、光纤技术、磁共振技术、核物理技术、X射线技术、电子显微技术、光谱技术、真空技术、传感器技术等现代技术及科研成果融用于学生物理实验之中。 3．营造培养创新人才的多元化教学模式和环境）
大学物理(上)课后习题答案
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3 第1章 质点运动学 P21 1.8 一质点在xOy 平面上运动，运动方程为：x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4. 式中t 以 s 计，x ,y 以m 计。⑴以时间t 为变量，写出质点位置矢量的表示式；⑵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；⑶ 计算t ＝0 s 时刻到t ＝4s 时刻内的平均速度；⑷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)。 解：（1）j t t i t r )432 1()53(2 m ⑵ 1 t s,2 t s 时，j i r 5.081 m ；2114r i j v v v m ∴ 213 4.5r r r i j v v v v v m ⑶0t s 时，054r i j v v v ；4t s 时，41716r i j v v v ∴ 140122035m s 404r r r i j i j t v v v v v v v v v ⑷ 1 d 3(3)m s d r i t j t v v v v v ，则：437i j v v v v 1s m (5) 0t s 时，033i j v v v v ；4t s 时，437i j v v v v 24041 m s 44 j a j t v v v v v v v v v (6) 2d 1 m s d a j t v v v v 这说明该点只有y 方向的加速度，且为恒量。 1.9 质点沿x 轴运动，其加速度和位置的关系为2 26a x ，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,试求质点在任何坐标处的速度值。 解：由d d d d d d d d x a t x t x v v v v 得：2 d d (26)d a x x x v v 两边积分 210 d (26)d x x x v v v 得：2322250x x v ∴ 31225 m s x x v 1.11 一质点沿半径为1 m 的圆周运动，运动方程为 =2+33t ，式中 以弧度计，t 以秒计，求：⑴ t ＝2 s 时，质点的切向和法向加速度；⑵当加速度 的方向和半径成45°角时，其角位移是多少? 解： t t t t 18d d ,9d d 2 ⑴ s 2 t 时，2 s m 362181 R a 2 222s m 1296)29(1 R a n ⑵ 当加速度方向与半径成ο45角时，有：tan 451n a a 即： R R 2 ，亦即t t 18)9(2 2 ，解得：9 2 3 t 则角位移为：32 2323 2.67rad 9 t 1.13 一质点在半径为0.4m 的圆形轨道上自静止开始作匀角加速度转动，其角加速度为 =0.2 rad/s 2，求t ＝2s 时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度。 解：s 2 t 时，4.02 2.0 t 1s rad 则0.40.40.16R v 1s m 064.0)4.0(4.022 R a n 2 s m 0.40.20.08a R 2 s m 22222s m 102.0)08.0()064.0( a a a n 与切向夹角arctan()0.0640.0843n a a
《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称（中文）：物理实验英文名称：Physics Experiments 2.课程编码： 01000102 3.课程类别：基础独立设课 4.课程要求：必修基础实验 5.课程属性：独立设课 6.课程总学时：总学分： 7.实验学时： 51 学时总学分： 1.5学分 8.应开实验学期：第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业：土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程：大学物理 11. 编写人：徐子湘俸永格编写日前：2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学，物理规律的研究都是以严格的实验为基础，实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程，在实验过程中，通过理论的运用与现象的观测分析，充分提高学生分析问题与解决问题的能力；充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求： 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己 独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是： （1）学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 （2）获得必要的实验知识和操作技能训练，培养学生的动手能力、工作能力、创造能力，提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 （3）树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求： （1）进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 （2）能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。
第一章质点运动学 1、(习题1.1)：一质点在xOy 平面内运动，运动函数为2 x =2t,y =4t 8-。（1）求质点的轨道方程；（2）求t =1 s t =2 s 和时质点的位置、速度和加速度。 解：（1）由x=2t 得， y=4t 2-8 可得： y=x 2 -8 即轨道曲线 （2）质点的位置 ： 2 2(48)r ti t j =+-r r r 由d /d v r t =r r 则速度： 28v i tj =+r r r 由d /d a v t =r r 则加速度： 8a j =r r 则当t=1s 时，有 24,28,8r i j v i j a j =-=+=r r r r r r r r 当t=2s 时，有 48,216,8r i j v i j a j =+=+=r r r r r r r r 2、（习题1.2）： 质点沿x 在轴正向运动，加速度kv a -=，k 为常数．设从原点出发时速 度为0v ，求运动方程)(t x x =. 解： kv dt dv -= ??-=t v v kdt dv v 001 t k e v v -=0 t k e v dt dx -=0 dt e v dx t k t x -?? =0 00 )1(0 t k e k v x --= 3、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式． 解： =a d v /d t 4=t d v 4=t d t ? ?=v v 0 d 4d t t t v 2=t 2 v d =x /d t 2=t 2 t t x t x x d 2d 0 20 ?? = x 2= t 3 /3+10 (SI) 4、一质量为m 的小球在高度h 处以初速度0v 水平抛出，求： （1）小球的运动方程； （2）小球在落地之前的轨迹方程； （3）落地前瞬时小球的d d r t v ，d d v t v ，t v d d . 解：（1） t v x 0= 式（1） 2gt 21h y -= 式（2） 201()(h -)2 r t v t i gt j =+v v v （2）联立式（1）、式（2）得 2 2 v 2gx h y -= （3）0d -gt d r v i j t =v v v 而落地所用时间 g h 2t = 所以 0d d r v i j t =v v d d v g j t =-v v 2 202y 2x )gt (v v v v -+=+= 21 20 212202)2(2])([gh v gh g gt v t g dt dv +=+=
《大学物理》教学大纲 一、课程简介 大学物理是一门重要的专业基础课，大学物理课程既为学生打好必要的物理基础，又在培养学生科学的世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神、创新意识等方面，具有其他课程不能替代的重要作用。 物理学的理论体系具有完美性和系统性。物理思想的表述，定律、定理的表达式，问题的科学处理方法，物理常量的测量等形成了完美的理论体系，对学生后续课程的学习具有重要的意义。近代物理内容的教学，使学生了解科学发展的前沿问题，为学生的创新奠定基础。 二、课程目标 通过本课程的学习，要求学生能够： 1、通过本课程的学习，要求学生能够对物理学的内容和方法、概念和物理图像、物理学的工作语言、物理学发展的历史、现状和前沿、及其对科学发展和社会进步的作用等方面在整体上有一个比较全面的了解，对物理学所研究的各种运动形式，以及它们之间的联系，有比较全面和系统的认识，并具有初步应用的能力。 2、注重物理学思想、科学思维方法、科学观点的传授。通过介绍科学研究的方法论和认识论，启迪学生的创造性思维和创新意思，培养学生的科学素质。 3、熟练掌握矢量和微积分在物理学中的表示和应用。了解物理学在自然科学和工程技术中的应用，以及相关科学互相渗透的关系。 4、通过学习科学的思维方法和研究方法，使学生具备综合运用物理学知识和数学知识解决实际问题的能力，提高发现问题、分析问题、解决问题的能力和开拓创新的素质。为学生进一步学习专业知识奠定良好的基础，也为学生将来走向社会从事科学技术工作和科学研究工作打下基础。 5、通过该课程的学习，使学生树立科学的唯物主义的世界观、方法论和认识论，具备独立分析和处理相关问题的能力，具有较强的自学和吸收新知识的能力。
大学物理(吴柳主编) 上册课后习题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
说明： 上册教材中，第5，6，7等章的习题有答案； 第1，2，4，8章的习题有部分答案； 第3，9，10，11章的习题没有答案。 为方便学生使用，现根据上学期各位老师辛苦所做的解答，对书上原有的答案进行了校对，没有错误的，本“补充答案”中不再给出；原书中答案有误的，和原书中没有给出答案的，这里一并给出。错误之处，欢迎指正！ 第1章 1.4． 2.8×10 15 m 1.5．根据方程中各项的量纲要一致，可以判断：Fx= mv 2/2合理， F=mxv , Ft=mxa , Fv= mv 2/2, v 2+v 3=2ax 均不合理. 第2章 2.1 (1) j i )2615()2625(-+-m; )/]()2615()2625[(45 1151020)2615()2625(s m j i j i t r v -+-=++-+-=??= (2)52m; 1.16m/s 2.2 (1) 4.1 m/s; 4.001m/s; 4.0m/s (2) 4m/s; 2 m.s -2 2.3 3m; m 3 4π ; 140033-s .m π方向与位移方向相同; 1.0m/s 方向沿切线方向 2.5 2π (m); 0; 1(s) 2.6 24(m); -16(m) 2.8 2 22 t v R vR dt d +=θ 2.10 (1) 13 22 =+y x (2) t v x 4sin 43ππ-=;t v y 4 cos 4π π=;t a x 4cos 1632ππ-=;t a y 4sin 162ππ-= (3) 2 6= x ,22=y ;π86- =x v ,π82=y v ;,2326π-=x a 2 322π-=y a 2.12 (1) ?=7.382θ，4025.0=t (s)，2.19=y (m) (2) ?=7.382θ，48.2=t (s)，25.93=y (m)。 2.14 (1) 22119x y - = (2) j t i v 42-=;j a 4-= (3) 0=t 时，j r 19=； 3=t 时，j i r +=6。（4）当9=t s 时取“=”，最小距离为37（m ）。
大学物理学(B)教学 大纲
《大学物理学(B)》教学大纲 一、大纲说明 1.教学目的和基本要求： 本课程是基础课，同时还具有自然科学素质教育的意义，因此，要求学生熟练掌握物理学的基本概念和基本规律，正确认识各种物理现象的本质；还应掌握物理学研究问题的思想方法，能对实际问题建立简化的物理模型，并对其进行正确的数学分析。通过对本课程的学习，学生应养成科学的思维习惯，并为理解专业知识打下良好的基础。 2.内容提要： 第一部分是“力学基础”，包括质点运动的描述方法，质点动力学和刚体定轴转动的基本规律和概念，以及量纲和非惯性系问题的一般处理方法等；第二部分是“热力学和分子物理学”，介绍热平衡态、热量和内能等基本概念，以及气体状态方程、分子的速率分布、热力学基本定律、卡诺定理等；第三部分是“静电场与稳恒电流”，介绍静电场的基本概和基本原 理，并讨论导体和电介质在静电专程的基本性质，进而引出电路理论的基本关系式。第四部分是“磁场与电磁感应、电磁场”，介绍磁场的基本性质，并讨论磁场与电流间的联系，以及电磁感应现象的物理内涵，进而建立起电磁场的基本概念；第五部分是“波动光学”，从波动的角度认识光的干涉和衍射现象，讨论光的偏振和双折射，由此深化对电磁波基本性质的理解；第六部分为相对论基础，简介狭义相对论的基本概念。 3.教学改革（与原课程内容比较） 本课程是在原《大学物理学2》的基础上发展而来的，与原大纲相比总学时增加了18学时，增加的原因是我校的《大学物理学2》的教学水平与其他学校相比有比较大的差距，也与我校的发展目标不相符。增加的
学时主要用来讲授相对论及光学两部分内容，是大学物理学的教学内容更加完整。但即使像现在的学时，也与科大等院校仍有很大差距。 二、大纲内容 第一章质点运动学 §1.1 质点运动的描述 参考系，质点的概念，位置矢量，运动方程，位移的概念，速度§1.2 匀加速运动 匀加速直线运动，斜抛运动 §1.3 圆周运动 平面极坐标，法向加速度和切向加速度，角加速度，匀速圆周运动 和匀加速圆周运动 §1.4 相对位移和相对速度 时间和空间，相对运动的速度和加速度 本章重点：参照系的概念，位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量及其在不同坐标系中的分量表达式，质点的运动方程， 相对运动的概念。 本章难点：位置矢量、位移矢量、速度矢量、加速度矢量的相对性、瞬时性及矢量形。 第二章质点动力学 §2.1 牛顿运动定律 牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律 §2.2 力学的单位制和量纲