大學物理毛峰版習題答案
1. 大學物理教材答案解析
物理學的解釋
自然 科學的一個 基礎 部門。 研究察扒 物質 的基本構造和物質 運動 的最一般 規律 。在希臘文中，它原意「自然」。在古代歐洲，是自然科學的總稱。在化學、天文學、地學、生物學等分別從自然科學中獨立出來以後，物理學的規律和研究方法是其他自然科學和技術科學的基礎。按所研究的物質運動形態 不同 ，又可分為者銀 許多 部門和分支學科。
詞語分解
物的解釋 物 ù 人以外的 具體 的 東西 ：事物。生物。首沒宴物體。貨物。禮物。文物。物價。物質。地大物博。物極必反。 內容，實質： 言之有物 。 指自己以外的人或跟自己 相對 的環境：物議（ 群眾 的批評）。待人接物。物望所歸（眾望 理學的解釋 宋明時期的一種 崇尚 理性的唯心主義哲學 思想 。包括以周敦頤、程顥、 程頤 、朱熹為代表的 客觀 唯心主義和以陸九淵、王守仁為代表的主觀唯心主義。前者認為;理;是永恆的,先於世界而存在的 精神 實體,世界萬物只能由;
2. 大學物理2.求詳解，謝謝
電量為q0=??? 電量為零是么
你表述的不完整 直接給你公式吧
電場力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)｝
電勢能：EA＝qφA ｛EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，φA:A點的電勢(V)｝
電勢能的變化ΔEAB＝EB-EA ｛帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值｝
電場力做功與電勢能變化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值
3. 【大學物理教程2-1第二章課後答案】大學物理第二章課後答案
習 題 三
3-1 質量為m 的質點，當它處在r =-2i +4j +6k 的位置時的速度v =5i +4j +6k ，試求其對原點的角動量。
[解] 質點對原點的角動量為 L =r ⨯p =m r ⨯v
i j k
=m -246=m (42j -28k )
546
3-2 一質量為m ＝2200kg 的汽車v =60km h 的速率沿一平直公路行駛。求汽車對公路一側距公路為d ＝50m 的一點的角動量是多大? 對公路上任一點的角動量又是多大?
[解] 根據角動量的定義式L =r ⨯m v
(1) L =rmv sin θ=mvd =2200⨯60⨯103⨯50=1. 83⨯106kg ⋅m 2 (2) 對公路上任一點r ∥v ，所以
L =0
3-3 某人造地球衛星的質量為m ＝l802kg ，在離地面2100km 的高空沿圓形軌道運行。試求衛星對地心的角動量(地球半徑R 地=6. 40⨯106m) 。
[解] 設衛星的速度為v ，地球的質量為M ，則
G
Mm
R 地+h 2
v 2
(1) =m
R 地+h
又 G
M
=g (2) R 地
聯立兩式笑散頃得 v =
g
R 地
R 地+h
衛星對地的角動量 L =m R 地+h ⋅v =m g R 地+h ⋅地
()=18029. 8⨯6. 40⨯106+2. 10⨯106⨯6. 40⨯106 =1. 05⨯1014kg ⋅m 2
3-4 若將月球軌道視為圓周，其轉動周期為27.3d ，求月球對地球中心的角動量及面積速度(m 月=7. 35⨯1022kg ，軌道半徑R =3. 84⨯108m) 。
[解] 設月球的速度為v ，月球對地球中心的角動量為L ，則
v =2πR /T
3-1
2πR
T
7. 35⨯1022⨯(3. 84⨯108) 2⨯2⨯3. 14
=
27. 3⨯24⨯3600
L =m 月Rv =m 月
=2. 89⨯1034kg ⋅m 2/s
月球的面積速度為
v 面=πR 2/T =1. 96⨯1011m 2/s
3-5 氫原子中的電子以角速度ω=4. 13⨯106rad s 在半徑r =5. 3⨯10-10m 的圓形軌道上繞質子轉動。試求電子的軌道角動量，並以普朗克常數h 表示之(h =6. 63⨯10-34J ⋅s ) 。
[解] 電子的軌道角動量
L =mr 2ω=9. 1⨯10-31⨯5. 3⨯10-10
()
2
⨯4. 13⨯106=1. 06⨯10-42=1. 6⨯10-9J ⋅s
3-6 海王星的軌道運動可看成是勻速率圓周運動，軌道半徑約為R =5⨯109km ，繞太陽運行的周期為T =165年。海王星的質量約為m =1. 0⨯1026kg ，試計算海王星對大陽中心的角動量的大小。
[解] 海王星對太陽中心的角動量
L =mRv
v =
聯立兩式得到
2πR
T
2πR 22π⨯5. 0⨯109⨯10326
L =m =1. 0⨯10⨯=3. 02⨯1042kg ⋅m 2
T 165⨯365⨯24⨯3600
3-7 6月22日，地碰陸球處於遠日點，到太陽的距離為1. 52⨯1011m ，軌道速度為
()
2
2. 93⨯104s 。6個月後，地球處於近日點，到太陽的距離為1. 47⨯1011m 。求：(1)在近日
點地球的軌道速度； (2)兩種情況下地球的角速度。
[解] 設在近日點附近地球的軌道速度為v 1，軌道半徑為r 1，角速度為ω1；在遠日點地球的軌道速度為v 2，軌道半徑為r 2，角速度為ω2。
(1) 取地球為研究對象，其對太陽中心的角動量守恆。
m 地r 1v 1=m 地r 2v 2
r 2v 21. 52⨯1011⨯2. 93⨯1044
所以 v 1===3. 03⨯10m s 11
r 11. 47⨯10
3-2
v 13. 03⨯104
(2) ω1===2. 06⨯10-7rad s 11
r 11. 47⨯10v 22. 93⨯104-7
ω2===1. 93⨯10r a s 11
r 21. 53⨯10
3-8 哈雷彗星繞太陽運行的軌道是一個橢圓。它離大陽最近的距離是
r 1=8. 75⨯1010m ，其時它的速率為v 1=5. 46⨯104；它離太陽最遠時掘好的速率是v 2=9. 08⨯102，這時它離太陽的距離r 2是多少。
[解] 彗星運行受的引力指向太陽，所以它對太陽的角動量守恆，它在走過離太陽最近或最遠的地點時，速度的方向均與對太陽的矢徑方向垂直，所以根據角動量守恆
mr 1v 1=mr 2v 2
r 1v 18. 75⨯1010⨯5. 46⨯10412
由此得到 r 2===5. 26⨯10m 2
v 29. 08⨯10
3-9 我國第一顆人造地球衛星沿橢圓形軌道運行，地球的中心是橢圓的一個焦點。已知地球半徑R =6378km，衛星與地面的最近距離為439km ，與地面的最遠距離為2384km 若衛星在近地點的速率為8.1km s ，求它在遠地點的速率是多大?
[解] 地球的中心點O 位於橢圓軌道的一個焦點上，設衛星運動時僅受地球引力的作用，由於該力總是指向O 點，故衛星在運動的全過程中對O 點角動量守恆。即
L 1=L 2
由於兩者的方向一致，上式可直接用大小來表示， 有
mv 1(R +l 1)=mv 2(R +l 2)
R +l 16378⨯103+439⨯1033
=8. 1⨯10⨯=6. 30km s 得到 v 2=v 1
R +l 26378⨯103+2384⨯103
3-10 如圖所示的剛性擺，由兩根帶有小球的輕棒構成，小球的質量為m ，棒長為l 。此擺可繞無摩擦的鉸鏈O 在豎直面內擺動。試寫出：(1)此擺所受的對鉸鏈的力矩；(2)此擺對鉸鏈的角動量。
[解] (1) 此擺所受的對鉸鏈O 的力矩
M =mgl sin θ+mg l sin θ+l sin (900-θ) =mgl
(2sin θ+cos θ)
[]
3-3
(2) 此擺對鉸鏈的角動量為L ，轉動慣量為I ，則
I =ml 2+m l 2+l 2
)=3ml
2
2
2
所以 L =I ω=3ml
d θ d t
3-11 有兩個質量都等於50kg 的滑冰運動員，沿著相距1.5m 的兩條平行線相向運動，速率皆為10m s 。當兩人相距為1.5m 時，恰好伸直手臂相互握住手。求：(1)兩人握住手以後繞中心旋轉的角速度； (2)若兩人通過彎曲手臂而靠近到相距為1.0m 時，角速度變為多大?
[解] 取兩人組成的系統為研究對象，系統對兩人距離中點的角動量守恆 (1) 設兩人質量均為m ，到轉軸的距離為r 1，握住手以後繞中心角速度為ω1，系統對轉軸的轉動慣量為J 1，則有：
r 1mv +r 1mv =J 1ω1
(1)
又 J 1=mr 12+mr 12=2mr 12 (2) 聯立（1），(2)式得
ω1=v /r 1=10/0. 75=13. 3rad/s
(2) 設兩人相距1.0米時，角速度為ω2，此時系統對轉軸的轉動慣量為J 2，兩人到轉軸的
距離為r 2，則
J 1ω1=J 2ω2 (3)
J 2=mr 22+mr 22=2mr 22 (4)
又聯立(2)-(4)式得
ω2=r 12ω1/r 22=0. 752⨯13. 3/0. 52=29. 9rad/s
本題要注意，對於質點系問題應先選擇系統，然後通過分析受力及力矩情況，指出系統對哪個轉軸或哪個點的角動量守恆。
3-12 如圖所示，一根軸沿x 軸安裝在軸承A 和B 上，並以勻角速ω旋轉動著。軸上裝有長為2d 的輕棒，其兩端各有質量為m 的小球，棒與軸的夾角為θ。若以棒處在xOy 平面內的時間開始計時，則圖中所示時刻為t 的情況。 (1)根據L =小球組成的系統對原點O 的角動量
∑r i ⨯m v i ，試證明此兩
1
2
L =2m ωd 2sin 2θi -2m ωd 2cos θsin θcos ωt j -2m ωd 2cos θsin θsin ωt k
3-4
()()()
(2)求d L d t 的表達式，並解釋其含義，(3)若θ=900，則結論如何?
[解] (1) 由圖可知
r 1=d cos θi +d sin θcos ωt j +d sin θsin ωt k v 1=-d ωsin θsin ωt j +d ωsin θcos ωt k L =r 1⨯m v 1+r 2⨯m v 2=2m r 1⨯v 1
i
=2m d cos θ
0j k d sin θcos ωt d sin θsin ωt -d ωsin θsin ωt d ωsin θcos ω
=2m ωd 2sin 2θi -2m ωd 2cos θsin θcos ωt j -2m ωd 2cos θsin θsin ωt k
()()()
d L
=2m ω2d 2cos θsin θsin ωt j -2m ω2d 2cos θsin θcos ωt k d t d L d L 由的表達式可看出，只有y ，z 分量，說明軸承只提供對y ，z 軸的力矩，以保d t d t
(2)
()()
證系統旋轉。
(3) 當θ=900時，L i =2m ωd 2i ，說明軸承無需提供力矩。
d L
=0，即角動量不隨時間變化。 d t
3-5
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大學物理下冊__課後習題答案
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5. 大學物理教程第一冊第二版答案
加速度a=μN÷m
；（N為小球和圓筒內壁間的壓力）
N=向心力=mv²÷R；
所以a=μ專v²÷R；
下面用微積分：dv/dt=μv²÷R；
分離變屬量知：dv/v²=μdt/R
兩邊積分∫（dv/v²）=∫（μdt/R）+c
所以： -1/v=μt/R+c，再代入t=0時球是V0，知c=-1/V0；
故 任意時刻球的速率是v=v=RV0/（R+μV0t）；-------第一個問題解決。
下面是第二個：
由v=RV0/（R+μV0t）知：
ds/dt=RV0/（R+μV0t）；
移項ds=RV0dt/（R+μV0t）；
再兩邊積分：
和上面一樣知s=Rln（R+μV0t）/μ（因為是路程，負號省略）
打字不易，如滿意，望採納。