大学物理-牛顿定律习题
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一 牛顿环的各环是否等宽?密度是否均匀?解释原因? 因为环是由空气劈上下表面反射的两束光叠加干涉形成的。劈的上表面变化在横向是不均匀
的,故光程差也不是均匀变化的。所以各环是不等宽的环的密度也不是均匀的。各环不等宽,
半径小的环宽,越到外边越窄,密度是不均匀的,牛顿环的半径公式是:半径r等于根号下(m+1/2)λR,其中m为环的级数。从公式可以看出,半径和环数并不是线性关系,这样环自
然不均匀。计算可以知道,越往外环越密。
二 牛顿环的干涉圆环是由哪两束相干光干涉产生的?
半凸透镜下表面和下底面上表面的两束反射光
三 电桥由哪几部分组成?电桥平衡的条件?
由电源、开关、检流计桥臂电阻组成。
平衡条件是 Rx=(R1/R2)R3
四 接通电源后,检流计指针始终向一边偏转,试分析出现这种情况的原因?
指针向一侧偏转就说明发生了电子的定向移动了,这个应该没问题。指针不偏转,有2种
情况吧,其1呢是整个电路发生了断路或其他故障,还1种情况则是流过的电流太小,不足于
使电表发生偏转或其偏转的角度肉眼根本看不到。
无论如何调节,检流计指针都不动,电路中可能出现故障是调节臂电阻断路或短路。。无论
如何调节,检流计指针始终像一边偏而无法平衡,电路中有可能出现故障是有一个臂(非调
节臂)的电阻坏了。(断路或短路)
五 什么叫铁磁材料的磁滞现象?
铁磁物质经外磁场磁化到饱和以后,把磁场去掉。这些物质仍保留有剩余磁化强度。需要反
方向加磁场才能把这剩余磁化强度变为零。这种现象称为铁磁的磁滞现象。也是说,铁磁材
料的磁状态,不仅要看它现在所处的磁场条件;而且还要看它过去的状态。
六 如何判断铁磁材料属于软.硬材料?
软磁材料的特点是:磁导率大,矫顽力小,磁滞损耗小,磁滞回线呈长条状;硬磁材料的特
点是:剩磁大,矫顽力也大
用光栅方程进行测量的条件是什么?
条件是一束平行光垂直射入光栅平面上,光波发生衍射,即可用光栅方程进行计算。如何实
第二章 牛顿定律
2 -1 如图(a)所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )
(A) gsin θ (B) gcos θ (C) gtan θ (D) gcot θ
分析与解 当物体离开斜面瞬间,斜面对物体的支持力消失为零,物体在绳子拉力FT
(其方向仍可认为平行于斜面)和重力作用下产生平行水平面向左的加速度a,如图(b)所示,由其可解得合外力为mgcot θ,故选(D).求解的关键是正确分析物体刚离开斜面瞬间的物体受力情况和状态特征.
2 -2 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止.当FN逐渐增大时,物体所受的静摩擦力Ff的大小( )
(A) 不为零,但保持不变
(B) 随FN成正比地增大
(C) 开始随FN增大,达到某一最大值后,就保持不变
(D) 无法确定
分析与解 与滑动摩擦力不同的是,静摩擦力可在零与最大值μFN范围内取值.当FN增加时,静摩擦力可取的最大值成正比增加,但具体大小则取决于被作用物体的运动状态.由题意知,物体一直保持静止状态,故静摩擦力与重力大小相等,方向相反,并保持不变,故选(A).
2 -3 一段路面水平的公路,转弯处轨道半径为R,汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ,要使汽车不至于发生侧向打滑,汽车在该处的行驶速率( )
(A) 不得小于gRμ (B) 必须等于gRμ
(C) 不得大于gRμ (D) 还应由汽车的质量m 决定
分析与解 由题意知,汽车应在水平面内作匀速率圆周运动,为保证汽车转弯时不侧向打滑,所需向心力只能由路面与轮胎间的静摩擦力提供,能够提供的最大向心力应为μFN.由此可算得汽车转弯的最大速率应为v=μRg.因此只要汽车转弯时的实际速率不大于此值,均能保证不侧向打滑.应选(C).
2 -4 一物体沿固定圆弧形光滑轨道由静止下滑,在下滑过程中,则( )
大学物理课后习题答案(杨晓峰版)(一)
引言概述:
大学物理课后习题是提高学生对物理知识理解和运用的重要方式,然而,许多学生在学习过程中往往遇到困惑和难题,缺乏习题答案的指导。本文将为大学物理课后习题提供杨晓峰版的答案,以帮助学生更好地学习和掌握物理知识。
正文:
一、力学
1. 牛顿第一定律(惯性定律)
- 物体的速度保持不变,除非受到外力的作用
- 在惯性参照系中,物体保持静止或匀速直线运动的状态不变
- 摩擦力、空气阻力等是物体运动状态改变的常见原因
2. 牛顿第二定律(运动定律)
- 物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比
- F = m * a,其中F为物体所受合外力,m为物体质量,a为物体加速度
- 物体所受合外力的方向与加速度的方向相同
3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律)
- 作用在两个物体上的力大小相等,方向相反
- 作用力和反作用力同时存在,但作用于不同的物体上
- 两个物体之间的作用力和反作用力不论物体的质量大小都相等4. 动量守恒定律
- 系统内外力合为零时,系统的动量守恒
- 碰撞过程中,系统总动量在碰撞前后保持不变
- 弹性碰撞和非弹性碰撞是常见的碰撞形式
5. 动能定律
- 物体的动能是其质量和速度的函数
- 动能的转化和守恒是物体运动中能量转化的重要现象
- 动能可以通过速度的增加和物体质量的改变来调节二、热学
1. 理想气体状态方程
- 理想气体的状态可以用压强、体积和温度来描述
- 理想气体状态方程:PV = nRT,其中P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T为气体的温度
2. 热力学第一定律(能量守恒定律)
- 系统内外能量之和为零时,系统的能量守恒
- 系统对外做功或从外界得到热量时,系统内部能量发生变化
- 系统对外做负功或向外界释放热量时,系统内部能量减小
3. 热力学第二定律(熵增定律)
- 系统在自发过程中,熵总是增加的
- 熵是衡量系统无序程度的物理量- 热量只能从高温物体流向低温物体,不会自发地从低温物体流向高温物体
实验一 牛顿第二定律的验证
实验目的
1.熟悉气垫导轨的构造,掌握正确的使用方法。
2.学会用光电计时系统测量物体的速度和加速度。
3.验证牛顿第二定律。
实验仪器
气垫导轨,气源,通用电脑计数器,游标卡尺,物理天平等。
实验原理
牛顿第二定律的表达式为
F=ma .
验证此定律可分两步
(1)验证m一定时,a与F成正比。
(2)验证F一定时,a与m成反比。
把滑块放在水平导轨上。滑块和砝码相连挂在滑轮上,由砝码盘、滑块、砝码和滑轮组成的这一系统,其系统所受到的合外力大小等于砝码(包括砝码盘)的重力W减去阻力,在本实验中阻力可忽略,因此砝码的重力W就等于作用在系统上合外力的大小。系统的质量m就等于砝码的质量、滑块的质量和滑轮的折合质量的总和.
在导轨上相距S的两处放置两光电门k1和k2,测出此系统在砝码重力作用下滑块通过两光电门和速度v1和v2,则系统的加速度a等于
在滑块上放置双挡光片,同时利用计时器测出经两光电门的时间间隔,则系统的加速度为
其中为遮光片两个挡光沿的宽度如图1所示。在此测量中实际上测定的是滑块上遮光片(宽)经过某一段时间的平均速度,但由于较窄,所以在范围内,滑块的速度变化比较小,故可把平均速度看成是滑块上遮光片经过两光电门的瞬时速度。同样,如果越小(相应的遮光片宽度也越窄),则平均速度越能准确地反映滑块在该时刻运动的瞬时速度。
实验内容
1.观察匀速直线运动
(1)首先检查计时装置是否正常。将计时装置与光电门连接好,要注意套管插头和插孔要正确插入。将两光电门按在导轨上,双挡光片第一次挡光开始计时,第二次挡光停止计时就说明光电计时装置能正常工作;
(2)给导轨通气,并检查气流是否均匀;
(3)选择合适的挡光片放在滑块上,再把滑块置于导轨上;