大学物理C习题册.doc

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1、《大学物理C》课程学习指导石河子大学师范学院物理系普物教研室编2008年3月目录第一章连续体力学3第二章气体动理论12第三章热力学17第四章静电场24第六章稳恒磁场34第七章电磁感应39第八章振动与波43第九章光的波动性50第一章连续体力学一、本章重难点1、刚体定轴转动的特点及描述刚体定轴转动的各个物理量。理解线量与角量的关系。2、力矩、转动动能、转动惯量、刚体定轴转动定理。3、角动量，刚体定轴转动的角动量定律、角动量守恒定律4、应力、应变的概念，应变的几种形式5、理解应力与应变的关系，弹性模量6、流体、理想流体、流线和流管、定常流动7、流

2、体的连续性方程、伯努利方程8、泊肃叶定律9、层流、湍流、雷诺数10、粘性流体的伯努利方程、斯托克斯定律11、弯曲液面的附加压强（球形液面、柱形液面）12、毛细现象、润湿和不润湿现象、气体栓塞二、课后习题解答1-1、一飞轮直径为0.2m，质量为5.00kg，t边缘饶一轻绳，现用恒力拉绳子的一端，使其有静止均匀地加速，经0.50s转速达10转/s。假定飞轮可看作实心圆柱体。求；（1）飞轮的角加速度及在这段时间转过的转数（2）拉力及拉力所做的功（3）从拉动后t=10s时飞轮的角速度及边缘上一点的速度和切向加速度及发向速度。解：1-2、有一根长为l

3、、质量为m的匀质细杆，两端各牢固的连接一个质量为m的小球，整个系统可绕一过O点并垂直于杆的水平轴无摩察的转动，如图。当系统转到水平位置时，求：（1）系统所受的和力矩（2）系统的转动惯量（3）系统的角加速度解：（1）设垂直纸面向里为z轴的正方向（即力矩的正方向），合力矩为两小球及杆的重力矩之和。（3）由转动定理1-3、有一质量为m1、m2（m1>m2）两物体分别悬挂在两个半径不同的组合轮上，如图。求物体的加速度及绳的张力，大，小两轮间无相对运动，且半径分别为R、r，转动惯量分别为J1、J2，。轮和轴间无摩擦。解：设垂直于纸面向里为力矩的正方向

4、，又大小轮之间无相对运动，则它们具有共同的角加速度β，由转动定理得：对m1：对m2：又：由以上5式得1-4、一根质量为m1=0.03kg，长为l=0.2m、的均匀细棒，在一水平面内绕通过质心并与棒垂直的固定轴无摩擦的转动。棒上套有两个可沿棒划动的小物体，他们的质量均为m2=0.02kg开始时，两个小物体分别被家在棒心的两边，距离各为r1=0.05m，此系统以ω0=15rad/s的角速度转动。设系统在无其他的改变，仅将夹子松开，两物体就沿棒外划去，以至飞离棒端。求：（1）当两个小物体达到棒端时的角速度（2）当两个小物体飞离棒的瞬间时，系统的角

5、速度解：（1）此过程系统所受的合外力矩为0，因此系统的角动量守恒，则（2）两个小物体飞离棒的瞬间时，系统的角动量仍然守恒，但物体飞离，仅剩下杆的转动惯量，所以1-5、一个人坐在转椅上，双手各持哑铃，哑铃与转轴的距离各为r1=0.6m，先让人以，ω0=5rad/s的角速度随转椅旋转，此后人将哑铃拉回是与转轴的距离均为r2=0.2m，人对轴的转动惯量J1=5kg·m2视为不变，每一哑铃的质量M2=5kg轴上摩擦忽略不记。解：（1）系统所受合外力矩为0，所以系统的角动量守恒，则（2）拉回前，系统机械能为：拉回后，系统机械能为：可见系统的机械能不守

6、恒。这是因为人在将哑铃拉回的过程中，把自身的化学能转化为对哑铃所作的功，并最终导致系统的机械能增加。1-6、一长l=0.40m的均匀棒，质量m1=1.0kg，可绕光滑水平轴O在竖直的水平面内转动，开始时棒自然地竖直悬垂。现有一质量m2=8.0g的子弹以v=200m/s的速率水平射入棒中，射入点在轴下l'=3l/4处，如图。求：（1）棒开始运动时的角速度；（2）棒的最大偏转角。解：以子弹和棒为研究对象。（1）系统所受合外力矩为0，所以系统的角动量守恒，则（2）系统只受保守力的作用，机械能守恒。系统的动能转化为势能。棒获得速度后向右摆动，设摆动

7、的最大角度为θ，则重心升起的最大高度为p1-7、一根长为l=5m的钢杆，横截面积为b0=0.2m见方的正方形。今在杆的两端各加F=400N的拉力，求杆的应力、应变、总伸长量和横截面的相对改变量。已知钢杆的Y=2×1011N·m-2，泊松比μ=0.19。解：1-8、在半径为r的植物球形细胞内，溶液的静压强为P，细胞壁厚度为τ，求细胞壁上各处所受的应力。解：1-9、在图1～22（教材第19页）所示的分支管中，以致三管的横截面积分别为S1=100cm2，S2=40cm2，S3=80cm2，在截面S1、S2两管中的流速分别为v1=40cm/s，和v

8、2=30cm/s。求：（1）在截面S3管中的流速；（2）在截面S2管中的体积流量。解：1-10、流体在半径为R的管内作定常流动，截面上的流速按v=v0（1-r/R）分布，r为截面