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同济大学物理答案
同济大学物理答案
【篇一：
同济大学物理大作业解答1至3章答案】
>一、选择题
1．b2．c3．b4．d5．b6．c7．c8．b
二、填空题
a
-2
2
v1xv0
?
gx
22
r
?
4?
b
2v0
三、计算题
1．解：
（1）r?
?
?
3t?
5?
i?
?
?
?
?
1
?
2
t?
3t?
4?
?
2?
y?
2
?
j?
m?
（2）x?
3t?
5
y?
118
x?
49
12
t
2
?
3t?
4两式消去t得质点的运动轨道
x?
7
1118
（3）r1?
?
8i?
0.5j?
m；r2?
?
11i?
4j?
m
?
r?
?
3i?
4.5j?
m（4）vx?
dxdt
?
3m?
s
?
1
vy?
?
1
dydt
?
（t?
3）m?
sdydt
?
7m?
s
?
1
t?
4s时，vx?
3m?
svy?
?
1
-1
v?
?
3i?
7j?
m?
s
ax?
dvxdt
?
0ay?
dvydt
?
1m?
s
?
2
a?
jm?
s-2
2
2．解：
取ox向上为正方向，则火箭头部的加速度为a?
?
（g?
0.0005v），又
a?
dvdt
?
v
dvdx
，从而得
vdvdx
?
?
（g?
0.0005v）
2
当火箭头部达到最大高度hmax时，v?
0，因此
?
hmax
dx?
?
?
vg?
0.0005v
2
150
v
解得hmax?
764.52m3．解：
an?
r?
2
a?
?
r
d?
dt
?
?
d?
dt
（1）t=2s,v=4.8ms-1
an=230.4ms-2at=4.8ms-2a=230.5ms-2
（2）
4．解：
（1）x?
v0t,y?
12
gt
12
2
2
an?
a?
?
2a?
22
t?
0.66s?
?
3.15rad
（3）an?
a?
t?
0.55s
轨迹方程是：
?
y?
xg/v0
2
2
（2）vx=v0，vy=gt，速度大小为：
v?
vx?
vy?
2
2
2
v0?
gt
22
方向为：
与ox轴夹角?
?
=tg?
1（gt/v0）at?
dv/dt?
gt/
v0?
gt
2
2
2
2
与v同向．
2
2
an?
?
g2?
at2?
．
1/2
?
v0g/v0?
gt方向与at垂直
第二章
（一）牛顿力学解答
一、选择题
1．c2．d3．d4．b5．b6．c7．c8．b
二、填空题
1．v?
5t?
4t?
32．x?
3．
mv0k
2
2maa?
g
4．gcot?
5．0.25g6．r?
2
?
g
三、计算题
1．解：
因绳子质量不计，所以环受到的摩擦力在数值上等于绳子张力t．设m2相对地面
?
，取向上为正；m1相对地面的加速度为a1（即绳子的加速度），取向下为正．的加速度为a2
m1g?
t?
m1a1
（1）?
t?
m2g?
m2a2
（2）?
?
a1?
a2（3）a2
解得a1?
t?
?
?
a2
（m1?
m2）g?
m2a2
m1?
m2m1?
m2
m1?
m2
m1
（2g?
a2）m1m2
（m1?
m2）g?
m1a2
2．解：
（1）物体和绳的受力如图，由牛顿
第二定律，分别对物体和绳列方程：
?
t0?
m1a?
?
f?
t0?
?
ma?
t?
?
t?
00?
a
t′0
m
a
f
解得物体与绳的加速度：
a?
绳对物体的拉力为t0?
fm?
m1
m1m1?
m
（1）
f
（2）取物体与绳的连接处为坐标原点o，在距原点o为x处的绳上，取一线元dx，其质量元为dm?
ml
dx，它的示力图如右图，由牛顿第二定律：
o
tdmdx
t+dt
?
t?
dt?
?
t?
（dm）a
dt?
mladx
将
（1）式代入得：
dt?
两边积分：
mf（m1?
m）l
mf（m1
dx
l
?
f
t
dt?
?
?
m）l
x
dx
t?
f?
mf（m1?
m）l
（l?
x）
可以看出绳上各点的张力t随位置x而变化。
3．解：
（1）滑块以速度v作圆周运动时，滑块对围屏的正压力为m摩擦力f?
?
m
v
2
v
2
r
，则滑块与壁间的
r
，方向与运动方向相反。
切向运动方程：
?
f?
mat?
?
m
v
2
r
?
mat
v
2
at?
?
?
（2）由上式得：
at?
dvdt
?
?
?
v
2
r
dt?
?
rr
2
dv
?
v
两边积分：
?
t
v
dt?
?
?
3
v
r
?
v
2
dv
?
v
4．解：
建立如图所示的坐标．m受重力mg，支持力n与最大静摩擦力fs，对m,由牛顿定
律x方向：
2
?
ncos?
?
nsin?
?
m?
r①y方向：
?
nsin?
?
ncos?
?
mg②
t?
2r
?
由①/②有：
?
cos?
?
sin?
cos?
?
?
sin?
2
2
?
r
g
2
2
则有：
?
gcos?
?
gsin?
?
?
rcos?
?
?
?
rsin?
?
?
?
?
gsin?
?
?
rcos?
gcos?
?
?
rsin?
2
对给定的?
、r和?
?
值，?
?
不能小于此值，否则最大静摩擦力不足以维持m在斜面上不动．
第二章
（二）动量、角动量和能量解答
一、选择题
1．d2．b3．c4．b5．b6．c7．c8．b
二、填空题
mg2k
2
2
2
6．0.9ms-1；0.45ms-17．8．
2（f?
?
mg）
k2kmr0
三、计算题
1．解：
取如图所示坐标，设绳长l，质量m，在时刻t已有x长的柔绳落到桌面上，随后的dt时间内将有质量为?
dx（即它的动量变化mdx/l）的柔绳以dx/dt的速率碰到桌面而停止，
率为：
计算题1图
?
?
dx?
dxdt
dtdxdt
根据动量定理，桌面对柔绳的冲力为：
?
?
dxf?
?
dt
?
?
?
v,
2
其中v?
dxdt
由牛顿第三定律，柔绳对桌面的冲力为f=?
f′，
?
dx
dxdt
?
ml（dxdt）?
2
即f?
而v
2
ml
dt
v
2
?
2gx,?
f?
2mgx/l
mgxl
已落桌上柔绳所受的重力g?
f总?
f?
g?
3g
2．解：
在切向和法向分别对滑块列牛顿方程
?
?
n?
mn?
m
v
2
dvdt
v
?
?
v0
dvv
?
?
?
?
?
d?
r
解得：
v?
v0e
?
?
?
12mv?
2
摩擦力所作的功：
w?
12
mv0?
2
12
mv0（e
2?
2?
?
?
1）
3．解：
取桌面为ep?
0，则初末机械能分别为e0?
?
e?
摩
擦
l
ml
hg?
2
h2
l2
12
mv?
mg
力做
mgl
功：
af?
?
?
fds?
?
?
?
h
（l?
y）dy?
?
?
mg
2l
（l?
h）
2
得:
2
2
由功能原理af?
e?
e0v?
gl
2
[（l?
h）?
?
（l?
h）]
4．解：
（1）动量守恒和机械能守恒：
mv0?
?
m?
m?
v
12mv0?
2
12
?
m?
m?
v2
?
mgh
【篇二：
同济大学大学物理下册答案】
class=txt>第九章热力学基础解答
一、选择题
1．c2．d3．d4．d5．a6．c7．b8．d
二、填空题
1．传热；做功；其温度的改变量；过程2．124.7；-84.33．2；24．9.52；570
5．7.58?
104pa
6．等压；绝热；等压；绝热7．卡诺；25%8．320k；3.9
三、计算题
1．解：
（1）等体过程：
a1?
0
?
q1?
?
e1?
mm
2v
cv?
t2?
t1?
?
1?
522vv
?
8.31?
?
80?
20?
?
1246.5j
等温过程：
?
e2?
0
?
q2?
a2?
?
v
pdv?
mm
rt2ln
?
1?
8.31?
?
273?
80?
?
ln2?
2033.3j
?
a?
a1?
a2?
2033.3j?
q?
q1?
q2?
1246.5?
2033.3?
3279.8j
?
e?
1246.5j
（2）等温过程：
?
e3?
0
?
q3?
a3?
mm
rt1ln
2vv
?
1?
8.31?
?
273?
20?
?
ln2?
1687.7j
mm
cv?
t2?
t1?
?
1?
52
?
8.31?
?
80?
20?
?
1246.5j
等体过程：
a4?
0?
q4?
?
e4?
?
a?
a3?
a4?
1687.7j?
q?
q3?
q4?
1687.7?
1246.5?
2934.2j
?
e?
?
e3?
?
e4?
1246.5j
2．解：
pbvb?
pcvc，vb?
3.49m
由图可看出，pava?
pcvc；从状态方程pv?
因此在全过程a?
b?
c中，?
e?
0
b?
c过程是绝热过程，有qbc?
0
a?
b过程是等压过程，有
mm
rt可知ta?
tc
qab?
mm52
cp（tb?
ta）
?
5
（pbvb?
pava）?
14.9?
10j
故全过程a?
b?
c的q?
qbc?
qab?
14.9?
105j根据热力学第一定律q?
a?
?
e，得
全过程a?
b?
c的a?
q?
?
e?
14.9?
105j
3．解：
设状态c的体积为v2，则由于两状态a、c的温度相等，故在a?
b?
c?
a中，p1v1?
p1
4
在循环过程?
e?
0,?
q?
a
v2
?
v2?
4v1
在等体过程a?
b中，气体作功为a1?
0在等压过程b?
c中，气体作功为a2?
p14
?
v2?
v1?
?
v1v2
p14
?
4v1?
v1?
?
34
p1v1
在等温过程c?
a中，气体作功为a3?
p1v1ln?
?
p1v1ln4
则在整个循环过程中，系统对外作功和吸收的净热量分别为
a?
a1?
a2?
a3?
?
4．解：
在等压过程2?
3中吸热为
q吸?
mmmm
cp?
t3?
t2?
?
3
?
?
3?
?
ln4?
p1v1q?
a?
?
?
ln4?
p1v1?
4?
?
4?
在等压过程4?
1中放热为
q放?
cp?
t4?
t1?
所以，?
?
1?
q放q吸
?
1?
t4?
t1t3?
t2
由于在绝热过程1?
2和3?
4中，相关状态参量存在如下关系，即
p2p2
?
?
1?
t2t3
?
p1p1
?
?
1?
t1
（（
t1t2t4t3
）
?
?
（
p1p2p1p2
）
?
-1
?
?
1?
?
?
1?
?
t4
）
?
?
（）
?
-1
由水两式，得
t1t2
?
t4t3
?
t4?
t1t3?
t2
从而证得所述循环的效率为
?
?
1
?
p1?
?
?
?
?
1?
?
1?
?
?
?
t2p?
2?
t1
第十章气体分子动理论解答
一、选择题
1．d2．c3．b4．c5．a6．d7．c8．a
二、填空题1．6.21?
10
j；9.936?
10pa
2．
（1）等压；
（2）等体；（3）等温
3．462；1.2?
104．
（2）；
（1）5．1:
116:
1
6．温度；分子的平均动能；1mol气体分子的内能；质量为m千克气体分子的内能7．1.3?
10s；8．20.2j?
k
?
12
-1
?
21?
3
5
6?
10
?
5
cm
三、计算题
1．解：
pv?
mm
rt
mm
r也相等。
由题给条件可知两种气体p、v、t都相等，因此，两种气体的即
mh2m
h2
r?
mm
mhem
h2he
r
2?
104?
10
?
3?
3
he
所以质量比
mh2mhe
?
?
?
12
内能比为
eh2ehe
?
mh
2
?
?
?
m
h2?
?
5?
rt?
2?
?
mhe?
?
m
he?
5
?
35?
rt?
?
23?
2．解：
（1）n?
pkt
?
1?
101.38?
10
16
?
23
?
300
?
3
?
2.42?
10
3
25
m
?
3
?
2.42?
10
16
16
mm
?
3
n?
n?
v?
2.42?
10mm?
1mm?
2.42?
10
（2）分子的平均平动动能为
1332?
23?
21
mv?
kt?
?
1.38?
10?
300?
6.21?
10j222
（3）分子平均速率
m32?
10
（4）平均每个分子占据的空间为1/n，设此空间为正方体，则分子间平均距离等于该正方体的边长，即
?
1.60
rt
?
1.60
8.31?
300
?
3
?
446.59m?
s
?
1
l?
1
3
n
?
1
2.42?
10
25
?
3.46?
10
?
9
m
?
10
尽管分子间平均距离很小，但比起氧分子自身线度（～10m）来说，分子间的平均距离还是很大的（前者约为后者的10倍），即分子间存在很大的活动空间。
（5）分子平均碰撞频率为
?
2?
dn?
2?
3.14?
?
3.56?
10（6）分子运动的平均自由程为
2
?
?
?
2.42?
10?
?
446.59?
6.07?
10
2
25
?
10
9
s
?
1
?
?
?
2?
dn
2
?
?
1
?
n
2?
3.14?
3.56?
10
m1mv
?
?
?
?
2.42?
10?
?
2
25
?
1
?
7.36?
10
2
?
8
m
5
3．解：
（1）e?
5m2m
rtkt
p?
rt?
?
2e5v
?
25
?
6.75?
102.0?
10
2
?
3
?
1.35?
10pa
?
362k
（2）p?
nkt?
4．解：
v
t?
3?
1.38?
10
2
2e5nk
?
23
2?
6.75?
10
5?
5.4?
10
22
?
1.38?
10j
?
23
12
mv
2
?
32
kt?
?
362
?
7.5?
10
?
21
a
?
nv0?
a
f（v）?
?
?
n?
0
（1）
v
（0?
v?
v0）（v0?
v?
2v0）（v?
2v0）
a?
2n3v0
?
?
f（v）dv?
1?
（2）1.5v0?
2.0v0之间的分子数可由图中面积算得，即（3）?
13
n
?
?
vf（v）dv?
?
v0
av
2
nv0
dv?
?
2v0
avn
v0
dv?
119
v0
第十三、十四章相对论解答
一、选择题
1．a2．b3．c4．c5．b6．d7．c8．a
二、填空题
1．物理定律对所有惯性系都具有相同的表达形式，即所有惯性系都是等价的；在所有惯性系中，真空中的光速都等于c，且与光源运动无关；运动；相对；缩短；慢。
2．
?
xv
；
?
xvuc
22
?
vc
22
3．14．
mls
1?
259（mls）
；
5．4.33?
10?
86．
32
7．0.93c；
c；
32cc
8．0.128mev
三、计算题
1．解：
题中计算时，应用了伽利略速度变换式求两把尺子的相对速度，即v?
v0?
（?
v0）?
2v0，这显然是错误的。
应采用相对论速度变换式求相对速度，即
v0?
v02v0
v?
?
2
v0?
v0v0
1?
1?
22
cc
1
?
?
v?
?
则l?
l0?
1?
?
?
?
?
c?
?
?
?
?
2
1
?
?
?
?
l0?
1?
?
?
?
2
?
?
?
2v0?
?
?
2?
1?
v2c2?
?
2
c?
v0?
?
0
?
?
?
?
l0222
cc?
v0
?
?
?
2
?
?
2．解：
?
?
t?
?
?
t?
vc
22
?
1?
vc
22
?
32
?
v?
53
c?
5?
10m?
s
8?
1
?
?
x1
x1?
vt1?
vc
22
?
?
x2
x2?
vt2?
vc
22
?
?
x?
x2?
x1?
0
?
?
x?
?
v?
t1?
vc
22
?
32
?
5?
4?
10
8
?
65?
10
8
m=
1.34?
10m
9
【篇三：
同济版大学物理上册第一章练习题】
一、选择题
?
dvdv
1.一质点作抛体运动,忽略空气阻力,在运动过程中,该质点的和的变化情
dtdt
况为
?
dvdv
[]（a）的大小和的大小都不变（b）
dtdt
?
dvdv（c）的大小和的大小均改变（d）
dtdt
?
dvdv的大小改变,的大小不变dtdt
?
dvdv的大小不变,的大小改变dtdt
?
2.一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为v,瞬时速率为v,平均速度为,
?
平均速率为v,它们之间的关系必定为
?
?
?
[]（a）v?
v?
v（b）v?
vv?
?
?
（c）v?
vv?
（d）v?
vv?
3.下面各种判断中,错误的是
[]（a）质点作直线运动时,加速度的方向和运动方向总是一致的
（b）质点作匀速率圆周运动时,加速度的方向总是指向圆心（c）质点作斜抛运动时,加速度的方向恒定
（d）质点作曲线运动时,加速度的方向总是指向曲线凹的一边
4.一抛射物体的初速度为v0,抛射角为?
如图所示．则该抛物线最高点处的曲率半径为
[]（a）?
（b）0
v02v02
（c）（d）cos2?
gg
5.质点作曲线运动,r表示位置矢量的大小,s表示路程,a表示加速度大小,则下列各
式中正确的是[]（a）
drdv
?
a（b）?
vdtdt
?
dsdv（c）?
v（d）?
a
dtdt
6.质点作变速直线运动时,速度及加速度的关系为
[]（a）速度为0,加速度一定也为0
（b）速度不为0,加速度也一定不为0（c）加速度很大,速度也一定很大
（d）加速度减小,速度的变化率也一定减小
?
?
?
22
7.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为r?
ati?
btj（其中a、b为
常量）,则该质点作
[]（a）匀速直线运动（b）变速直线运动（c）抛物曲线运动（d）一般曲线运动
8.一质点在xoy平面内运动,其运动方程为x?
rsin?
t?
?
rt,
y?
rcos?
t?
r,式中r、?
均为常数．当y达到最大值时该质点的速度为[]（a）vx?
0,vy?
0（b）vx?
2r?
vy?
0
（c）vx?
0,vy?
?
r?
（d）vx?
2r?
vy?
?
r?
9.某物体的运动规律为
dv
?
?
kv2t,式中k为常数．当t=0时，初速度为v0．则dt
速度v与时间t的函数关系是
121
kt?
v0（b）v?
?
kt2?
v0221kt211kt21
（c）（d）?
?
?
?
?
v2v0v2v0
[]（a）v?
10.某人骑自行车以速率v向正西方行驶,遇到由北向南刮的风（设风速大小也为v）,则他感到风是从
[]（a）东北方向吹来（b）东南方向吹来
（c）西北方向吹来（d）西南方向吹来
二、填空题
1.一质点沿x轴作直线运动,在t=0时,质点位于x0=2m处.该质点的速度随时间变化的规律为v?
12?
3t（t以s计）．当质点瞬时静止时，其所在位置为速度为．
2
?
?
?
2.已知一个在xoy平面内运动的物体的速度为v?
2i?
8tj．已知t=0时它通过（3,-7）
位置．则该物体任意时刻的位置矢量为．
3.距河岸（看成直线）300m处有一艘静止的船，船上的探照灯以转速为n?
1r?
min?
1
5.一物体作如图1-2-15所示的斜抛运动，测得在轨道a点
?
?
?
?
．
第一章补充习题答案
一、选择
bdadcdbbcc
二、填空
1.x?
18m?
a?
?
12m?
?
s-22.（2t?
3）i?
（4t2?
7）j3.62.8m?
s-1
g22
5.?
2，3g
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