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《医用物理学》复习题及解答《医用物理学》复习 一、教材上要求掌握的习题解答：第1章 习题1 )31(P 1-7 ⑴ )rad (.t ππωα40500210=-⨯=∆∆=， 圈5.2)(55.0402121220→=⨯⨯=+=rad t t ππαωθ⑵由αJ M =得：)(1.471540215.052212N mr F mr J Fr ==⨯==⇒==ππααα )(10109.125.11515.01522J Fr M W ⨯==⨯⨯===πππθθ ⑶由t αωω+=0得：)/(4001040s rad ππω=⨯= 由ωr v =得：)/(4.1886040015.0s m v ==⨯=ππ 由22222)()(ωατr r a a a n +=+=得：)/(24000)24000()6()40015.0()4015.0(222222222s m a πππππ≈+=⨯⨯+⨯=1-8 ⑴ 由αJ M =、FR M =、221mR J =得：α221mR FR = 则 2/2110010022s rad mR F =⨯⨯==α ⑵ J S F W E k 5005100=⨯=⋅==∆1-15 ⑴已知骨的抗张强度为71012⨯Pa ，所以 N S F C 4471061051012⨯=⨯⨯⨯==-σ ⑵ 已知骨的弹性模量为9109⨯Pa ，所以 101.0109105105.4944==⨯⨯⨯⨯=⋅==-E S F E σε％ 1-16 ∵ l S l F E ∆⋅⋅==0εσ ∴ m E S l F l 4940101091066.0900--=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∆第2章 习题2 )46(P2-5由连续性方程 2211V S V S = 及 1221S S =得：122V V = 取第2点处的水管位置为零势面，则由理想流体的伯努利方程有： 2222112121v P gh v P ρρρ+=++而 Pa P P )10(401+= 202P P P '+= （0P 为大气压强）KPaPa gh v v P 8.13108.1318.910)42(102110)(2110332234222142=⨯=⨯⨯+-⨯+=+-+='ρρ2-8 如图，设水平管粗、细处的截面积、压强、流速分别为111v p S 、、和222v p S 、、，2CO 、水的密度分别为21ρρ、。
第一章习题答案1-4解：对滑轮：由转动定律 (TT )rJ 1 mr 2122对 m： mg TmaTm ( g a )111111对 m ：TKmgmaTm ( aK g )222222得T 1T 2ma 联立上式得 amgK mg又因为 ar122mm 1m2 2(1K)m2m则 Tmg ma2mg11 m mm1122(1K )mmKTmg m g12mgK222m 2m m1221-5.解: 以质心为转轴剖析 ,摩擦力矩为转动力矩。
因 A 、B 、C 的质量和半径相同， 故支持力 F N相同。
由摩擦力F f = μ，摩擦力矩 M =F f· R 可知，三者的摩擦力矩也相同。
F N圆盘 A 的转动惯量 J A = 1 m r 2;实心球 B 的转动惯量 J B =2 m r 2 ; 圆环 C 的转动惯量 J C =25m r 2 .由 M =J α可知B＞A＞C ,所以 B 先抵达 ,C 最后抵达 .1-6.解 :地球自转角速度=24 2 ,转动惯量 J= 2mR 2 ,则角动量 L J,转动动能60 60512E k = J1-7.解: EF/S = l 0F,将各已知量代入即可求解ll/l 0 S l第二章习题答案2-1.①.②. 皮球在上涨和下降阶段均受恒力(重力 ),因此皮球上下运动不是简谐振动.小球在半径很大的圆滑凹球面的底部摇动时,所受的力是指向均衡地点的答复力,且因为是小幅度摇动,答复力的大小和位移成正比(近似于单摆的小幅度摇动)。
所以此状况下小球小幅度摇动是简谐振动。
第四章习题答案4-1.答：射流在静止气体中发射时，射流双侧的一部分气体随射流流动，进而在射流双侧形成局部低压区。
远处的气压未变，所以远处气体不停流向低压区，以增补被卷吸带走的气体，进而形成了射流的卷吸作用。
4-2.答：关于必定的管子，在流量必定的状况下，管子越粗流速越小；在管子两头压强差必定的状况下，管子越粗流速越快。
医用物理学课后习题参考答案练习一 力学基本定律（一）1．j i 55+；j i 54+；i 4２．2/8.4s m ；2/4.230s m ；rad 15.3 ３．（2）；４．（3） 5．（1）由⎩⎨⎧-==22192ty t x 得)0(21192≥-=x x y ，此乃轨道方程 （2）j i r 1142+=，j i r 1721+=，，s m v /33.6=（3）i t i dt rd v 42-==，j dt v d a 4-== st 2=时，j i v 82-=， 6．（1）a dt dv = 2/1kv dtdv-=∴有⎰⎰-=-⇒-=-vv tkt v vkdt dv v2/102/12/122 当0=v 时，有kv t 02=（2）由（1）有2021⎪⎭⎫ ⎝⎛-=kt v vkvkt v k vdt x tk v 3221322/3000/2300=⎪⎭⎫⎝⎛--==∆⎰练习二力 学基本定律（二）1．kg m 2222．j i 431+；j i 321+3．（4）4．（1）5．．（1） （2）r mg W f πμ2⋅-=∴j i v 62-=∴j a 4-=2020208321221mv mv v m E W k f -=-⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆=rgv πμ163 2=∴（3）34)210(20=∆-=k E mv N （圈） 6．设人抛球后的速度为V，则人球系统抛球过程水平方向动量守恒)() (V u m MV v m M o ++=+∴ mM muv V +-=0人对球施加的冲量mM mMumv V u m I +=-+=0)( 方向水平向前练习三 刚体的转动（一）１．2.20-s rad ；1.48-s rad ２．034ω；2021ωJ ３．（１）；４．（５）５．ααR a MR TR maT mg ===-221 R M m mg )2/(+=α；2/M m mga +=；6．（1）由角动量守恒得： 02211=+ωωJ J0222=+⋅ωJ RvMR )(05.0122--=-=S J mRv ω （2）πωω2)]([21=--t (s) 55.02π=t (rad) 1122πωθ==t （3）(s) 422ππωπ===vRT (r a d ) 0.2 2πωθ==∴T 练习四 刚体的转动（二）1．gl 3 2．06.0ω3．（1）；πω4504．（3）；5．1111a m T g m =- 2222a m g m T =- α)(2121J J r T R T +=- αR a =1 αr a =2联立解得：22212121)(rm R m J J gr m R m +++-=α 222121211)(r m R m J J Rg r m R m a +++-=222121212)(r m R m J J rgr m R m a +++-= g m r m R m J J r R r m J J T 12221212211)(++++++=g m r m R m J J r R R m J J T 22221211212)(++++++=6．23121202lmg ml =⋅ω lg30=ω 2222022131213121mv ml ml +⋅=⋅ωω lmv ml ml +=ωω2023131 gl v 321=练习五 流体力学（一）1．h 、P 、v 2．P 、v 3．（3） 4．（4）5．（1）粗细两处的流速分别为1v 与2v ；则 2211v S v S Q ==12131175403000--⋅=⋅==s cm cms cm S Q v ；121322*********--⋅=⋅==s cm cm s cm S Q v （2）粗细两处的压强分别为1P 与2P2222112121v P v P ρρ+=+)(1022.4)75.03(102121213223212221Pa v v P P P ⨯=-⨯⨯=-=-=∆ρρ P h g ∆=∆⨯⋅-)(水水银ρρ；m h 034.0=∆6．（1）射程 vt s =gh v ρρ=221 gh v 2 =∴ 又 221gt h H =- g h H t )(2-=)(2)(22 h H h gh H gh vt s -=-⋅==∴tt =0.5st t =0s （2）设在离槽底面为x 处开一小孔，则同样有：)(2121x H g v -=ρρ )(21x H g v -= 又 2121gt x = gxt 21= )()(2 111h H h s x H x t v s -==-==∴ h x =∴则在离槽底为h 的地方开一小孔，射程与前面相同。
《医药物理学》课后计算题答案第一章1-8 在边长为2.0×10-2m 的立方体的两平行表面上，各施加以9.8×102N 的切向力，两个力方向相反，使两平行面的相对位移为1.0×10-3m ，求其切变模量？解：由切应力S F =τ和切应变d x ∆γ=的关系式γτ=G 可得切变模量为2732222109.4100.1)100.2(100.2108.9----⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==mN x S Fd G ∆ 1-9有一根8.0m 长的铜丝和一根4.0m 长的钢丝，横截面积均为0.50cm 2。
将它们串联后加500N 的张力，求每根金属丝的长度改变了多少？解：由于是串联，铜丝和钢丝受力均为500N ，由杨氏模量l S Fl l l S F E ∆∆εσ00//===可得长度的改变量SEFl l 0=∆，代入求得 铜丝的长度改变量为0.727mm m 107.27101.1100.585004-114-铜=×=××××==0SE Fl l Δ 钢丝的长度改变量为0.2mm m 102102100.545004-114-钢=×=××××==0SE Fl l Δ 1-10 试计算横截面积为5.0cm 2的股骨：（1）在拉力作用下骨折将发生时所具有的张力。
（骨的抗张强度为1.2×108Pa ） （2）在4.5×104N 的压力作用下它的应变。
（骨的杨氏模量为9×109Pa ） 解：（1）骨的抗张强度就是骨折将发生时所受的应力SFσ=，则所受的张力为 N S σF 44810×6=10×5×10×2.1==（2）有εσE =可知其应变01.0=×9××510×5.4==/==494-1010SEF E S F E σε1-11设某人下肢骨的长度约为0.60m ，平均横截面积6.0cm 2，该人体重900N 。
习题三第三章流体的运动3-1 若两只船平行前进时靠得较近，为什么它们极易碰撞?答：以船作为参考系，河道中的水可看作是稳定流动，两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小，则流速增加，从而压强减小，因此两船之间水的压强小于两船外侧水的压强，就使得两船容易相互靠拢碰撞。
3-6 水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细处的3倍，若出口处的流速为2m·s-1，问最细处的压强为多少?若在此最细处开一小孔，水会不会流出来。
(85kPa)3-7 在水管的某一点，水的流速为2m·s-1，高出大气压的计示压强为104Pa，设水管的另一点的高度比第一点降低了1m，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的1／2，求第二点处的计示压强。
(13．8kPa)3-8 一直立圆柱形容器，高0.2m，直径0.1m，顶部开启，底部有一面积为10-4m2的小孔，水以每秒 1.4×10-4m3的快慢由水管自上面放人容器中。
问容器内水面可上升的高度? (0．1；11．2s．)3-9 试根据汾丘里流量计的测量原理，设计一种测气体流量的装置。
提示：在本章第三节图3-5中，把水平圆管上宽、狭两处的竖直管连接成U形管，设法测出宽、狭两处的压强差，根据假设的其他已知量，求出管中气体的流量。
解：该装置结构如图所示。
3-10 用皮托管插入流水中测水流速度，设两管中的水柱高度分别为5×10-3m和5.4×10-2m，求水流速度。
(0.98m·s-1)3-11 一条半径为3mm的小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段的有效半径为2mm，血流平均速度为50㎝·s-1，试求(1)未变窄处的血流平均速度。
(0.22m·s—1)(2)会不会发生湍流。
(不发生湍流，因Re = 350)(3)狭窄处的血流动压强。
(131Pa)3-12 20℃的水在半径为 1 ×10-2m的水平均匀圆管内流动，如果在管轴处的流速为0．1m·s-1，则由于粘滞性，水沿管子流动10m后，压强降落了多少? (40Pa)3-13 设某人的心输出量为0．83×10—4m3·s-1，体循环的总压强差为12．0kPa，试求此人体循环的总流阻(即总外周阻力)是多少N．S·m-5，?3-14 设橄榄油的粘度为0．18Pa·s，流过管长为0．5m、半径为1㎝的管子时两端压强差为2×104Pa，求其体积流量。
第1章力学基本定律1、刚体角速度是表示整个刚体转动快慢的物理量，其方向由右手螺旋定则确定。
2、一个定轴转动的刚体上各点的角速度相同，所以各点线速度与它们离轴的距离r成正比，离轴越远，线速度越大。
3、在刚体定轴转动中，角速度ω的方向由右手螺旋定则来确定，角加速度β的方向与角速度增量的方向一致。
4、质量和转动惯量它们之间重要的区别：同一物体在运动中质量是不变的；同一刚体在转动中,对于不同的转轴,转动惯量不同。
5、刚体的转动惯量与刚体的总质量、刚体的质量的分布、转轴的位置有关。
6、动量守恒的条件是合外力为0,角动量守恒的条件是合外力矩为0.7、跳水运动员在空中旋转时常常抱紧身体，其目的减小转动惯量，增加角速度。
8、角动量守恒的条件是合外力矩恒等于零。
9、弹性模量的单位是Pa,应力的单位是Pa。
10、骨作为一种弹性材料，在正比极限范围之内，它的正应力和线应变成正比关系11、骨是弹性材料，在正比极限范围之内，它的应力和应变成正比关系。
12、一个力F施与可绕固定轴转动的物体上，此物体：【C】力作用在转轴上，力臂=0，这时力矩=0A.一定转动B.一定不转动C.不一定转动D.力与转轴平行时一定转动13、下列说法正确的是【C】A.作用在定轴转动刚体上的合力越大，刚体转动的角加速度越大B.作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角速度越大C.作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角加速度越大D.作用在定轴转动刚体上的合力矩为零，刚体转动的角速度为零14、刚体角动量守恒的充分而必要的条件是【B】。
A.刚体不受外力矩的作用B.刚体所受合外力矩为零C.刚体所受的合外力和合外力矩均为零D.刚体的转动惯量和角速度均保持不变15、一水平圆盘可绕固定的垂直中心轴转动，盘上站着一个人，初始时整个系统处于静止状态，忽略轴的摩擦，当此人在盘上随意走动时，此系统【C】A.动量守恒B.机械能守恒C.对中心轴的角动量守恒D.动量、机械能和角动量都守恒16、两物体的转动惯量J1=J2，当其转动角速度ω1:ω2=2:1时，两物体的转动动能之比（E1:E2）为：【C】A.2:1B.1:2C.4:1D.1:417、一个花样滑冰的运动员由张开双臂转动到收拢双臂转动时，他的：【C】A.转动惯量增大，角速度减小；B.转动惯量增大，角速度增大；C.转动惯量减小，角速度增大；D.转动惯量减小，角速度减小；18、一氧化碳分子绕分子中心转动的角动量为L，两原子间距为d，则它的转动动能为（碳原子质量为m1，氧原子质量为m2），【B】A.2d2L(m1+m2)B.2L2d2(m1+m2)C.d2(m1+m2)2L2D.d(m1+m2)2L19、跳水运动员以一定的速度离开跳板后，在空中时将臂和腿尽量卷曲，目的是：【B】A.减小转动惯量，减小角速度；B.减小转动惯量，增大角速度；C.增大转动惯量，减小角速度；D.增大转动惯量，增大角速度20、溜冰运动员旋转起来以后，想加快旋转速度总是把两手靠近身体，要停止转动时总是把手伸展开，其理论依据是【A】A.角动量守恒定律B.转动定律C.动量定理D.能量守恒定律21、一个人随着转台转动，两手各拿一只重量相等的哑铃，当他将两臂伸开，他和转台的转动角速度(【A】),，（【C】）不变。
