吉林大学大学物理练习册综合练习二答案
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大学物理练习三一.选择题1.一力学系统由两个质点组成,它们之间只有引力作用。
若两质点所受外力的矢量和为零,则此系统 [ ] (A) 动量、机械能以及对一轴的角动量都守恒。
(B) 动量、机械能守恒,但角动量是否守恒不能断定。
(C) 动量守恒,但机械能和角动量守恒与否不能断定。
(D) 动量和角动量守恒,但机械能是否守恒不能断定。
解:[ C ] 按守恒条件:∑=0iF 动量守恒,但∑≠0i M 角动量不守恒, 机械能不能断定是否守恒。
2.如图所示,有一个小物体,置于一个光滑的水平桌面上,有一绳其一端连结此物体,另一端穿过桌面中心的小孔,该物体原以角速度ω在距孔为R 的圆周上转动,今将绳从小孔往下拉。
则物体 [ ] (A)动能不变,动量改变。
(B)动量不变,动能改变。
(C)角动量不变,动量不变。
(D)角动量改变,动量改变。
(E)角动量不变,动能、动量都改变。
解:[ E ] 因对o 点,合外力矩为0,角动量守恒3.有两个半径相同,质量相等的细圆环A 和B 。
A 环的质量分布均匀,B 环的质量分布不均匀。
它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为J A 和J B ,则 [ ] (A)A J >B J (B) A J < B J (C) A J =B J (D) 不能确定A J 、B J 哪个大。
解:[ C ] 细圆环的转动惯量与质量是否均匀分布无关⎰==220mR dmR J4.光滑的水平桌面上,有一长为2L 、质量为m 的匀质细杆,可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O 自由转动,其转动惯量为31m L 2,起初杆静止。
桌面上有两个质量均为m的小球,各自在垂直于杆的方向上,正对着杆的一端,以相同的速率v 相向运动,如图所示。
当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后与杆粘在一起转动,则这一系统碰撞后的转动角速度为 [ ](A)L v 32. (B) L v 54 (C)L v 76 (D) Lv 98解:[ C ]角动量守恒二.填空题1.绕定轴转动的飞轮均匀地减速,t = 0时角速度ω0 =5 rad/s ,t = 20s 时角速度ω=0.8ω0,则飞轮的角加速度β= ,t=0到t=100s 时间内飞轮所转过的角度θ= 。
大学物理练习册(下册)物理教学与研究中心第十章 机械振动一. 选择题1. 两个相同的弹簧,一端固定,另一端分别悬挂质量为m 1、m 2的两个物体。
若两个物体的振动周期之比T 1∶T 2=2∶1,则m 1∶m 2=( )A.2∶1B.4∶1C.1∶4D.1∶22. 两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同。
第一个质点的振动方程为1cos()x A t ωα=+,当第一个质点从相对平衡位置的正位移回到平衡位置时,第二个质点在正最大位移处,则第二个质点的振动方程为( )A. 2cos()2x A t πωα=++B. 2cos(/2)x A t ωαπ=+-C. 23cos()2x A t ωαπ=+-D. 2cos()x A t ωαπ=++3. 质点作周期为T ,振幅为A 的谐振动,则质点由平衡位置运动到离平衡位置A /2处所需的最短时间是( )A. 4TB. 6TC.8TD.12T4. 一质点在x 轴上作简谐振动,振幅A =4cm ,周期T =2s ,其平衡位置取作坐标原点,若t = 0时刻质点第一次通过2-=x cm 处,且向x 轴正方向运动,则质点第二次通2-=x cm 处的时刻为( )A. 1sB. 23sC. 43sD. 2s5. 一质点同时参与两个在同一直线上的简谐振动,其振动方程分别为14cos(2/6)cm x t π=+,273cos(2)cm 6x t π=+,则关于合振动有结论( )A. 振幅等于1cm ,初相等于π C. 振幅等于1cm ,初相等于76πB. 振幅等于7cm ,初相等于 43π D. 振幅等于1cm ,初相等于/6π6. 一质点作简谐振动,振动方程为cos()x A t ωϕ=+,当时间2Tt =(T 为周期)时,质点的速度为( )A. sin A ωϕ-B. sin A ωϕC. cos A ωϕ-D. cos A ωϕ7. 对一个作简谐振动的物体,下面哪种说法是正确的( )A. 物体处在运动正方向的端点时,速度和加速度都达到最大值B. 物体位于平衡位置且向负方向运动时,速度和加速度都为零C. 物体位于平衡位置且向正方向运动时,速度最大,加速度为零D. 物体处在负方向的端点时,速度最大,加速度为零8. 当质点以f 频率作简谐振动时,它的动能变化频率为( )A. fB. 2fC. 4fD. 0.5f9. 两个振动方向相互垂直、频率相同的简谐振动的合成运动的轨迹为一正椭圆,则这两个分振动的相位差可能为( )A. 0或2πB. 0或32πC. 0或πD. 32π或2π10.竖直弹簧振子系统谐振周期为T ,将小球放入水中,水的浮力恒定,粘滞阻力及弹簧质量不计,若使振子沿铅直方向振动起来,则: ( )A. 振子仍作简谐振动,但周期<TB. 振子仍作简谐振动,但周期>TC. 振子仍作简谐振动,且周期仍为TD. 振子不再作简谐振动二.填空题1. 已知谐振动方程为cos()x A t ωϕ=+,振子质量为m ,振幅为A ,则振子最大速度为 ,最大加速度为 ,振动系统总能量为 ,平均动能为 ,平均势能为 。
大学物理(二)习题参考答案14-2、 若理想气体的体积为V ,压强为p ,温度为T ,一个分子的质量为m ,k 为玻耳兹曼常量,R 为普适气体常量,则该理想气体的分子数为多少? 解:由理想气体状态方程 N p nkT kT V== 得理想气体的分子数 pV N kT=14-8、温度为0ºC 和100ºC 时理想气体分子的平均平动动能各为多少?欲使分子的平均平动动能等于1e V ,气体的温度需是多少?解:(1)232111331.3810273 5.651022w kT J J --==⨯⨯⨯=⨯ (2)23212233 1.3810(273100)7.721022w kT J J --==⨯⨯⨯+=⨯(3)193323322 1.60107.73107.4610233 1.3810w w kT T K K k --⨯⨯=⇒===⨯≈⨯⨯⨯℃ 14-9、某些恒星的温度可达到约1.0×108K ,这是发生聚变反应(也称热核反应)所需的温度。
通常在此温度下恒星可视为由质子组成。
求: (1)质子的平均动能是多大? (2)质子的方均根速率是多大? 解:(1)质子的平均动能为 23815331.3810 1.0102.071022w kT J J --==⨯⨯⨯⨯=⨯ (2) 质子的方均根速率是2161121.5710rps w mv v s m s --===⋅=⨯⋅或1611.5710rpsv s m s --==⋅=⨯⋅ 14-12、解: (1)KK E E N w w N=⇒=A molMN N M =⋅ 5321234.141032108.27102.66 6.0210k mol A E M w J J MN --⨯⨯⨯∴===⨯⨯⨯(2) 21233228.2710400233 1.3810w w kT T K K k --⨯⨯=⇒==≈⨯⨯ 14-17、解:(1)253122522 6.7510 1.35105 2.010mol mol mol M M PV RT P RT M V M E E P M i iV V E RT M P Pa Pa -⎫=⇒=⎪⎪⇒==⎬⎪=⎪⎭⨯⨯==⨯⨯⨯(2)221223333 6.751027.51055 5.4102w kT E E w J J E i i N N kT N ε-⎫=⎪⨯⨯⎪⇒=⋅===⨯⎬⨯⨯⎪==⎪⎭21223227.510 3.621033 1.3810w T K K k --⨯⨯===⨯⨯⨯ 14-18、解:已知,V ,P ,i22mol mol M i E RT M i E PV M PV RT M ⎫=⎪⎪⇒=⎬⎪=⎪⎭15-2解:已知Q,E ∆由,5552.6610 4.1810 1.5210Q E W W Q E J J J =∆+⇒=-∆=⨯-⨯=-⨯,外界对系统做功。