华工2016-2017第1学期物理作业(2)

t=T的波形曲线 x=0. t=0. 相位为?

2 y x=0.

0 x x=0.

? t=. 相位为0

3? t=???T. 相位为0

?4?T4

x=0. t=T. 相位为??2

23．两个物体作同方向、同频率、同振幅的简谐振动．在振动过程中，每当第一个物体经过位移为A/2的位置向平衡位置运动时，第二个物体也经过此位置，但向远离平衡位置的方向运动．试利用旋转矢量法求它们的相位差． （提示：看教材第9

章9-2找答案）

答：依题意画出旋转矢量图．

?? 由图可知两简谐振动的位相 A /2 A1 x ?O 2 A ??

1?2差为．

24． 电荷为q1的一个点电荷处在一高斯球面的中心处，问在下列三种情况下，穿过此高斯面的电场强度通量是否会改变？电场强度通量各是多少？

(1) 将电荷为q2的第二个点电荷放在高斯面外的附近处； (2) 将上述的q2放在高斯面内的任意处；

(3) 将原来的点电荷移离高斯面的球心，但仍在高斯面内．（提示：看教材第5章5-4节找答案）

答：根据高斯定理，穿过高斯面的电通量仅取决于面内电量的代数和，而与面内电荷的分布情况及面外电荷无关，故： (1) 电通量不变，?1＝q1 / ?0； (2) 电通量改变，由?1变为?2＝(q1＋q2 ) / ?0； (3) 电通量不变，仍为?1．

?25． 如图所示，金属棒AB在光滑的导轨上以速度v向右运动，从而形成了闭合导体回路ABCDA．楞次定律告诉我们，AB棒中出现的感应电流是自B点流向A点．有人说：电荷总是从高电势流向低电势．因此B点的电势应高于A点，你说这种说法对么？为什么？ （提示：看教材第8章8-2节找答案）

《 课程名称 》 第 6 页 （共 页）

A D

× × × ?v ? B × × × I C × × ×

B

答：不对；金属棒AB在光滑的导轨上运动，产生电流，此时金属棒相当于电源在电源内部感应电流由B到A，说明A是正极，B是负极，即A点电势应高于B点。

一． 计算题

26. （本题为随堂练习第100题，）

如图所示装置，光滑水平面与半径为R的竖直光滑半圆环轨道相接，两滑块A、B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，其一端固定在O点，另一端与滑块A接触．开始时滑块B静止于半圆环轨道的底端．今用外力推滑块A，使弹簧压缩一段距离x后再释放．滑块A脱离弹簧后与B作完全弹性碰撞，碰后B将沿半圆环轨道上升．升到C点与轨道脱离，O＇C与竖直方向成

? =60°角，求弹簧被压缩的距离x． C? O?A

OB x

解：(1) 设滑块A离开弹簧时速度为v，在弹簧恢复原长的过程中，机械能守恒，因

11而有 ?kx2?mv2 ①

22(2) A脱离弹簧后速度不变，与B作完全弹性碰撞后，交换速度，A静止，B 以初速度v沿圆环轨道上升． (3) B在圆环轨道上运动时，它与地球系统的机械能守恒．以v＇表示B脱离轨道时的速度，则有

11 ??mv2?mgR(1?cos?)?mv?2 ②

22 mgcos??mv?2/R ③ 由①、②、③式解出 x?7mgR/(2k)?

27. （本题为随堂练习第101题，）

如图所示，质量为m2的物体与轻弹簧相连，弹簧另一端与一质量可忽略的挡板连接，静止在

?光滑的桌面上．弹簧劲度系数为k．今有一质量为m1速度为v0的物体向弹簧运动并与挡板正碰，

《 课程名称 》 第 7 页 （共 页）

求弹簧最大的被压缩量．

解：弹簧被压缩量最大距离时，m1、m2相对速度为零． 这时动量守恒

m1?v0km2

m1v0?(m1?m2)v

1112m1v0?(m1?m2)v2?kx222 机械能守恒 2

由上二式可解得弹簧的最大被压缩量为

x?v0m1m2k(m1?m2)

28 （本题为随堂练习第102题，） 一质量为m的子弹，水平射入悬挂着的静止砂袋中，如图所示．砂袋质量为M，悬线长为l．为使砂袋能在竖直平面内完成整个圆周运动，子弹至少应以多大的速度射入？

OlmM

解:

解：动量守恒 越过最高点条件 机械能守恒 解上三式，可得

29. （本题为随堂练习第103题，）

如图所示，一内半径为a、外半径为b的金属球壳，带有电荷Q，在球壳空腔内距离球心r处有一点电荷q．设无限远处为电势零点，试求：

(1) 球壳内外表面上的电荷． (2) 球心O点处，由球壳内表面上电荷产生的电势． ra(3) 球心O点处的总电势． QqOb

解：(1) 由静电感应，金属球壳的内表面上有感生电荷-q，外表面上带电荷q+Q．

(2)

(3

104. 图示为一半径为a的、带有正电荷Q的导体球．球外有一内半径为b、外半

《 课程名称 》 第 8 页 （共 页）

径为c的不带电

的同心导体球壳．设无限远处为电势零点，试求内球和球壳的电势.

Q aRO c b ．解：

30. （本题为随堂练习第104题，） 图示为一半径为a的、带有正电荷Q的导体球．球外有一内半径为b、外半径为c的不带电

的同心导体球壳．设无限远处为电势零点，试求内球和球壳的电

Q aRO c b势. ．

解：

105. 载有电流I的平面闭合回路由半径为R1及R2 (R1 > R2 )的两个同心半圆弧和两个直导线段组成．已知两个直导线段在半圆弧中心O点产生的磁感强度均为零．若闭合回路在O点产生的总的磁感强度B大于半径为R2的半圆弧在O点产生的磁感强度B2，

(1) 画出载流回路的形状； (2) 求出O点的总磁感强度B． 解：(1)

可知

． 故闭合回路形状如图所示.

(2) ，

31. （本题为随堂练习第105题，）

载有电流I的平面闭合回路由半径为R1及R2 (R1 > R2 )的两个同心半圆弧和两个直导线段组成．已知两个直导线段在半圆弧中心O点产生的磁感强度均为零．若闭合回路在O点产生的总

《 课程名称 》 第 9 页 （共 页）

的磁感强度B大于半径为R2的半圆弧在O点产生的磁感强度B2， (1) 画出载流回路的形状； (2) 求出O点的总磁感强度B．

解：(1) 可知 ． 故闭合回路形状如图所示.

(2) ，

32. （本题为随堂练习第106题，）

空中电流分布如图，两个半圆共面，且具有公共圆心，试求O点处的磁感强度． I R I I O 2R 解：设半径分别为R和2R的两个载流半圆环在O点产生的磁感强度的大小分别 为B1和B2．

O点总磁感强度为

(

方向指向纸内)

33. （本题为随堂练习第107题，）

一无限长的直导线载有如图所示的电流，长度为b的金属杆CD与导线共面且垂直，相对位

?置如图．CD杆以速度v平行直线电流运动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端

I C ?v D 电势较高？

a b

解：建立坐标(略)：

，

方向⊙

《 课程名称 》 第 10 页 （共 页）

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库华工2016-2017第1学期物理作业(2)在线全文阅读。