大学物理 马文蔚 第五版 下册 第九章到第十一章课后答案40-第6页
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大学物理 马文蔚 第五版 下册 第九章到第十一章课后答案40-6
Em?LI2/2?1.25?10?4sin220；E?Ee?Em?1.25?10?4?J??J?；（3）由ω?2πv?2π/T，可得T＝0.001；I1??1.57?10?2sin?2000πT/；Ee1?1.25?10?4cos2?2000πT；Em1?1.25?10?4sin?2000πT/；同理，当t2?π/4时可得；U2?0;I2??1.57?10?
Em?LI2/2?1.25?10?4sin22000πtE?Ee?Em?1.25?10?4?J? ?J?（3） 由ω?2πv?2π/T，可得T ＝0.001 ｓ，则当t1 ＝T/8 时，由上述各式可得I1??1.57?10?2sin?2000πT/8???1.11?10?2A U1?100cos?2000πT/8??70.7VEe1?1.25?10?4cos2?2000πT/8??6.25?10?5JEm1?1.25?10?4sin?2000πT/8??6.25?102?5J同理，当t2?π/4时可得U2?0;I2??1.57?10?2A;Ee2?0;Em2?1.25?10?4J由上述结果可以看出LC 电路在无阻尼振荡过程中，总的电磁场能量是不变的，即满足能量守恒定律． 第十章 波
动10-1 图（a）表示t ＝0 时的简谐波的波形图，波沿x 轴正方向传播，图（b）为一质点的振动曲线．则图（a）中所表示的x ＝0 处振动的初相位与图（b）所表示的振动的初相位分别为（
） 题10-1 图ππ
（Ｃ） 均为? 22ππππ（Ｄ）
（Ｅ） ?与 2222（Ａ） 均为零
（Ｂ） 均为分析与解 本题给了两个很相似的曲线图，但本质却完全不同．求解本题要弄清振动图和波形图不同的物理意义．图（a）描述的是连续介质中沿波线上许许多多质点振动在t 时刻的位移状态．其中原点处质点位移为零，其运动方向由图中波形状态和波的传播方向可以知道是沿y 轴负向，利用旋转矢量法可以方便的求出该质点振动的初相位为π/2．而图（b）是一个质点的振动曲线图，该质点在t ＝0 时位移为0，t ＞0 时，由曲线形状可知，质点向y 轴正向运动，故由旋转矢量法可判知初相位为－π/2，答案为（D）．10-2 机械波的表达式为y?0.05cos?6πt?0.06πx??m?，则（
）（Ａ） 波长为100 ｍ
（Ｂ） 波速为10 ｍ?ｓ-1（Ｃ） 周期为1/3 ｓ
（Ｄ） 波沿x 轴正方向传播分析与解 波动方程的一般表式为y?Acos???t??????x?????，其中A 为振幅，φ为初相，u 为u??波速．x/u 前的“-”表示波沿x 轴正向传播，“+”表示波沿x轴负向传播．因此将原式写为y?0.05cos?6π?t?x/100???m?和一般式比较可知（Ｂ）、（Ｄ） 均不对．而由ω＝2π/T ＝6πｓ-1 可知T ＝（1/3）ｓ．则λ＝uT ＝33.3 m，因此（Ａ）也不对．只有（Ｃ）正确．10-3 一平面简谐波，沿x 轴负方向传播，角频率为ω，波速为u．设t?T时刻的波形如4图（a）所示，则该波的表达式为（
）???x????x??A?y?Acos????t???By?Acos???????t??????u????u?2?????x???x???C?y?Acos????t??By?Acos?t?????????????u?2???u? 题10-3 图分析与解 因为波沿x 轴负向传播，由上题分析知（Ａ）、（B）表式不正确．找出（C）、（D）哪个是正确答案，可以有很多方法．这里给出两个常用方法．方法一：直接将t ＝T/4，x＝0 代入方程，那么对（C）有y0 ＝A、对（D）有y0 ＝0，可见（D）的结果与图一致．方法二：用旋转矢量法求出波动方程的初相位．由图（a）可以知道t ＝T/4 时原点处质点的位移为0，且向y 轴正向运动，则此时刻的旋转矢量图如图（b）所示．要求初相位，只要将该时刻的旋转矢量反转（顺时针转）Δφ＝ω?Δt ＝ω?T/4
＝π/2，如图（b）所示，即得φ0 ＝π．同样得（D）是正确答案． 题10-4 图10-4 如图所示，两列波长为λ的相干波在点P 相遇．波在点S1 振动的初相是φ1 ，点S1 到点P的距离是r1 ．波在点S2的初相是φ2 ，点S2 到点P 的距离是r2 ，以k 代表零或正、负整数，则点P 是干涉极大的条件为（
） ?A?r2?r1?k??A??2??1?2k? ?A??2??1?2??r2?r1?/??2k??A??2??1?2??r1?r2?/??2k?分析与解 P 是干涉极大的条件为两分振动的相位差Δ?2kπ，而两列波传到P 点时的两分振动相位差为Δ?2?1?2π?r2?r1?/λ，故选项（D）正确．10-5 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动（
）（A） 振幅相同，相位相同
（B） 振幅不同，相位相同（C） 振幅相同，相位不同
（D） 振幅不同，相位不同分析与解 驻波方程为y?2Acos2πxcos2πvt，因此根据其特点，两波节间各点运动同相位，λ但振幅不同．因此正确答案为（B）．10-6 频率为?＝1.25 ×104 Hz 的平面简谐纵波沿细长的金属棒传播，棒的弹性模量为E ＝1.90 ×1011 N?m -2 ，棒的密度ρ ＝7.6 ×103 Kg?m -3 ．求该纵波的波长．分析 因机械波传播速度与介质性质有关，固体中纵波传播速度u?E/?．而波的特征量波长λ与波速u、频率?之间有λ＝u/?．所以，频率一定的振动在不同介质中传播时，其波长不同．由上述关系可求得波长．解 由分析可知金属棒中传播的纵波速度u?E/?，因此，该纵波的波长为λ?u/v?E/ρv2?0.40m10-7 一横波在沿绳子传播时的波动方程为y?0.20cos?2.5???x??m?．（1） 求波的振幅、波速、频率及波长；（2） 求绳上质点振动时的最大速度；（3） 分别画出t ＝1s 和t ＝2 s时的波形，并指出波峰和波谷．画出x ＝1.0 ｍ处质点的振动曲线并讨论其与波形图的不同．分析 （1） 已知波动方程（又称波函数）求波动的特征量（波速u、频率?、振幅A 及波长λ等），通常采用比较法．将已知的波动方程按波动方程的一般形式???x?xy?Acos???t????0?书写，然后通过比较确定各特征量（式中前“-”、“+”的选取分别对u??u??应波沿x 轴正向和负向传播）．比较法思路清晰、求解简便，是一种常用的解题方法．（2） 讨论波动问题，要理解振动物理量与波动物理量之间的内在联系与区别．例如区分质点的振动速度与波速的不同，振动速度是质点的运动速度，即v ＝dy/dt；而波速是波线上质点运动状态的传播速度（也称相位的传播速度、波形的传播速度或能量的传播速度），其大小由介质的性质决定．介质不变，波速保持恒定．（3） 将不同时刻的t 值代入已知波动方程，便可以得到不同时刻的波形方程y ＝y（x），从而作出波形图．而将确定的x 值代入波动方程，便可以得到该位置处质点的运动方程y ＝y（t），从而作出振动图．解 （1） 将已知波动方程表示为y?0.20cos?2.5π?t?x/2.5???m?与一般表达式y?Acos???t?x/u???0?比较，可得A?0.20m,u?2.5m?s?1,?0?0则
v?ω/2π?1.25Hz,（2） 绳上质点的振动速度则
vmax?1.57m?s ?1λ?u/v?2.0m v?dy/dt??0.5πsin?2.5π?t?x/2.5??m?s?1 ??（3） t ＝1ｓ 和t ＝2ｓ
时的波形方程分别为y1?0.20cos?2.5π?πx??m?y2?0.20cos?5π?πx??m?波形图如图（a）所示．x ＝1.0m 处质点的运动方程为y??0.20cos?2.5πt??m?振动图线如图（b）所示．波形图与振动图虽在图形上相似，但却有着本质的区别．前者表示某确定时刻波线上所有质点的位移情况，而后者则表示某确定位置的一个质点，其位移随时间变化的情况． 题10-7 图10-8 波源作简谐运动，其运动方程为y?4.0?10cos240πt?3?m?，它所形成的波形以30ｍ?ｓ-1 的速度沿一直线传播．（1） 求波的周期及波长；（2） 写出波动方程．分析 已知波源运动方程求波动物理量及波动方程，可先将运动方程与其一般形式y?Acos??t???进行比较，求出振幅A、角频率ω及初相φ0 ，而这三个物理量与波动方程的一般形式y?Acos???t?x/u???0?中相应的三个物理量是相同的．再利用题中已知的波速u 及公式ω＝2πν ＝2π／T 和λ＝u T 即可求解．解 （1） 由已知的运动方程可知，质点振动的角频率ω?240πs．根据分析中所述，波的周期就是振动的周期，故有 ?1T?2π/ω?8.33?10?3s波长为λ＝uT ＝0.25 ｍ（２） 将已知的波源运动方程与简谐运动方程的一般形式比较后可得A ＝4.0 ×10-3m，ω?240πs?1，φ0 ＝0故以波源为原点，沿x 轴正向传播的波的波动方程为y?Acos?ω?t?x/u??0??4.0?10?3cos?240πt?8πx?10-9 已知一波动方程为y?0.05sin?10πt-2x??m??m?．（1） 求波长、频率、波速和周包含各类专业文献、文学作品欣赏、高等教育、外语学习资料、行业资料、应用写作文书、各类资格考试、幼儿教育、小学教育、大学物理 马文蔚 第五版 下册 第九章到第十一章课后答案40等内容。　
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大学物理 视频教程 学习网址及教学大纲
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视频教程 课程介绍
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用和转化规律的学科，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，广泛地应用于生产技术的各个部门，它是自然科学和工程技术的基础。
　　以经典物理、近代物理的基础理论及其在科学技术中的初步应用为内容的《大学物理》课程，是高等学校理、工、医科各专业学生的一门重要的必修基础课，这些物理基础知识是构成当代大学生应有的科学素养的重要组成部分，是一个科学工作者和高级工程技术人员所必备的。
　　《大学物理》课程的作用，不只是为专业提供基础知识，更重要的是对学生进行素质教育的重要途径。《大学物理》课程在为学生较系统地打好必要的物理基础，培养学生现代的科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，培养学生的探索、创新精神，培养学生的科学思维能力，掌握科学方法等方面，都具有其他课程不能替代的重要作用。
　　《大学物理》课程的任务是通过本课程的教学，使学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识，对物理学的基本概念、基本理论、基本方法有比较正确的理解，并具有初步应用的能力。
视频教程 教学大纲
一、适用对象
　 （理工科类）本专科学生。
二、先修课程
　　 高等数学。
三、选用教材
　 　本课程选用马文蔚改编的高等教育出版社1999年出版的《物理学》（第四版）（上、中、下三册）。
四、课程的性质任务
　　《大学物理》课程的任务是通过本课程的教学，使学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识，对物理学的基本概念、基本理论、基本方法有比较正确的理解，并具有初步应用的能力。
五、学分：4分
六、课程的教学内容体系及学时分配
　　本课程总学时为96学时，共包括18章内容。分上下两学期学习。
　　1．教学要求
　　（一）力学
　　（1）重点掌握位移、位矢、加速度、速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量。能借助于直角坐标系计算质点作空间运动时的速度、加速度。掌握自然坐标系，能计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。熟悉质点的相对运动问题。
　　（2）重点掌握牛顿三定律极其适用条件。能用微积分方法求解一维变力作用下的质点的运力学简单问题。熟悉惯性系和非惯性系的基本概念。
　　（3）重点掌握功的概念，能计算直线运动情况下变力的功。重点掌握保守力作功的特点及势能的概念，会计算重力、弹性力和万有引力势能。掌握势能曲线，能从势函数求得保守力。
　　（4）重点掌握质点的动能定理、动量定理以及动量守恒定律；掌握质点的角动量（动量矩）和角动量守恒定律，并能用它们分析、解决质点运动的力学问题；重点掌握机械能守恒定律。重点掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法、能分析简单系统在平面内运动的力学问题。
　　（5）熟悉转动惯量概念。重点掌握刚体绕定轴转动的转动定律；掌握刚体绕定轴转动情况下的角动量定理和角动量守恒定律。会计算力矩的功、转动动能；重点掌握刚体定轴转动中动能定理和功能原理。
　　（二）振动和波动
　　（1）重点掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。
　　（2）重点掌握旋转矢量法。
　　（3）重点掌握简谐振动的基本特征，能对质点的一维振动进行动力学分析，建立一维简谐振动的微分方程，以确定是否是简谐振动；能根据给定一维谐振动的初始条件建立振动方程，并理解其物理意义。熟悉阻尼振动，受迫振动和共振。
　　（4）掌握同方向，同频率两个简谐振动的合成规律。熟悉拍现象，掌握垂直振动合成问题。
　　（5）掌握机械波产生的条件。重点掌握建立平面简谐波的波动方程的一般方法及波动方程的物理意义。掌握波形曲线。掌握波的能量传播特征及能流、能流密度概念。
　　（6）熟悉惠更斯原理和波的叠加原理。掌握波的干涉性质，熟悉其相干条件。能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件。
　　（7）掌握驻波及其形成条件。熟悉驻波和行波的区别。
　　（三）气体动理论及热力学
　　（1）熟悉气体分子热运动的图象。掌握理想气体的压强公式和温度公式，通过推导气体压强公式，熟悉从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。熟悉系统的宏观性质是微观运动的统计表现。
　　（2）熟悉气体分子平均碰撞频率及平均自由程。熟悉范德瓦尔斯方程。
　　（3）熟悉麦克斯韦速率分布函数和分布曲线的物理意义。熟悉气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。
　　（4）通过理想气体的刚性分子模型，掌握气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定理计算理想气体的定压摩尔热容、定容摩尔热容和内能。
　　（5）重点掌握功和热量的概念。掌握准静态过程。重点掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。
　　（6）熟悉可逆过程和不可逆过程。熟悉热力学第二定律及其统计意义。熟悉熵增加原理，熵的玻耳兹曼表达式。能计算简单情况下的熵和熵变。
　　（四）电磁学
　　（1）重点掌握静电场的基本性质、电场强度和电势的概念以及电场强度和电势的叠加原理。重点掌握电势与电场强度的积分关系，熟悉其微分关系。能计算一般问题中的电场强度和电势。
　　（2）重点掌握静电场的基本规律：高斯定理和环路定理，重点掌握用高斯定理计算电场强度的条件和方法。
　　（3）重点掌握磁场的基本性质和磁感应强度的基本概念。掌握毕奥－萨伐尔定律。能计算一些简单问题中的磁感应强度。
　　（4）重点掌握稳恒磁场的规律：磁场高斯定理和安培环路定理。重点掌握用安培环路定理计算磁感应强度的条件和方法。
　　（5）重点掌握安培定律和洛仑兹力公式。掌握电偶极矩和磁矩的概念。能计算电偶极子在均匀电场中所受的力和力矩，简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导线产生的非均匀磁场中所受的力和力矩。能分析点电荷在均匀电磁场（包括纯电场、纯磁场）中的受力和运动。
　　（6）掌握导体的静电平衡概念以及在静电平衡条件下导体的基本性质。熟悉介质的极化、磁化现象及其微观解释。熟悉铁磁质的特性。熟悉各向同性介质中之间的关系和区别。掌握介质中的高斯定理（)和安培环路定理（）。会计算介质作均匀规则分布时的场强。
　　（7）熟悉电动势基本概念，重点掌握法拉第电磁感应定律。重点掌握动生电动势及感生电动势的基本概念及其计算方法。
　　（8）掌握电容、自感系数和互感系数等概念，并能就简单问题作计算。
　　（9）掌握电场能量密度、磁场能量密度的概念。熟悉电磁场的能量。
　　（10）熟悉涡旋电场、位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。熟悉电磁场的物质性。
　　（五）波动光学
　　（1）熟悉获得相干光的方法。重点掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。能分析，计算双缝、多缝的干涉问题以及薄膜的等倾、等厚干涉问题，熟悉迈克耳逊干涉仪的工作原理。
　　（2）熟悉惠更斯—菲涅耳原理，熟悉分析夫琅和费单缝衍射条纹分布规律的方法。会分析和计算缝宽及波长对夫琅和费衍射条纹分布的影响。熟悉圆孔衍射和光学仪器分辨本领。
　　（3）掌握光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。熟悉X射线的衍射。
　　（4）掌握自然光、偏振光和部分偏振光的基本概念，重点掌握马吕斯定律及布儒斯特定律。熟悉双折射现象。熟悉线偏振光的获得方法及检验方法。
　　（六）近代物理
　　1．狭义相对论力学基础
　　（1）掌握爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。
　　（2）掌握洛仑兹坐标变换，掌握狭义相对论中同时性的相对性，以及长收缩和时间膨胀的概念。熟悉牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者差异。
　　（3）掌握狭义相对论中质量与速度的关系。质量与能量的关系以及动量与能量的关系。
　　2．量子物理基础
　　（1）熟悉光电效应的实验规律，掌握爱因斯坦的光子理论及光的波粒二象性。掌握康普顿效应。
　　（2）掌握氢原子光谱实验规律及玻尔的氢原子理论。
　　（3）熟悉德布罗意的物质波假设及电子衍射实验。掌握实物粒子的波粒二象性。
　　（4）掌握描述物质波动性的物理量（波长，频率）和粒子性的物理量（动量，能量）之间的关系。
　　（5）掌握波函数及其统计解释。掌握一维坐标-动量的不确定关系。掌握薛定谔方程及定态薛定谔方程。会求解一维无限深势阱问题。熟悉一维方势垒和隧道效应。
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图片显示1-1 ｜｜与 同?同? 同?其同哪?试举例说明．解：（1）位移模位矢模增量即；（2）速度模即.速度径向量.∵（式叫做单位矢）则式速度径向量∴同题1-1图所示.
(3)表示加速度模即加速度切向量.∵表轨道节线向单位矢）所式加速度切向量.(运算较复杂超教材规定故予讨论)1-2 设质点运程=()=()计算质点速度加速度先求r＝根据 =及＝求结；先计算速度加速度量再合求结即
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