馬文蔚大學(xué)物理下冊課后習(xí)題答案

1、馬文蔚大學(xué)物理下冊課后習(xí)題答案【篇一：大學(xué)物理馬文蔚第五版下冊第九章到第T章課后答案】一個質(zhì)點作簡諧運動，振幅為a,在起始時刻質(zhì)點的位移為？動，代表此簡諧運動的旋轉(zhuǎn)矢量為（）a,且向x軸正方向運2題9-1圖分析與解（b）圖中旋轉(zhuǎn)矢量的矢端在x軸上投影點的位移為-a/2,且投影點的運動方向指向ox軸正向，即其速度的x分量大于零，故滿足題意.因而正確答案為（b）.9-2已知某簡諧運動的振動曲線如圖（a）所示，則此簡諧運動的運動方程為（）22？2？2？a？x題9-2圖9-3兩個同周期簡諧運動曲線如圖（a）所示，x1的相位比x2的相位（）分析與解由振動曲線圖作出相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矢量圖（b）即可得到答案為（b

2、）.題9-3圖（a）v（b）v（c）2v（d）4v21222分析與解質(zhì)點作簡諧運動的動能表式為ek?m?asin?t?,可見其周期為簡諧2分析與解由振動曲線可以知道，這是兩個同振動方向、同頻率簡諧運動，它們的相位差a于這樣兩個簡諧運動，可用旋轉(zhuǎn)矢量法，如圖（b）很方便求得合運動方程為x1?cos?t.因2是？（即反相位）.運動方程分別為x1?acos?t和x2?而正確答案為（d）.題9-5圖題9-6圖振子的速度和加速度分別為x?t、v?t及a?t圖如圖所示.分析可采用比較法求解.將已知的簡諧運動方程與簡諧運動方程的一般形式?t?作比較，即可求得各特征量.運用與上題相同的處理方法，寫出位移、速度

3、、x?acos加速度的表達(dá)式，代入t值后，即可求得結(jié)果.(2)t?2s時的位移、速度、加速度分別為？1證貨輪處于平衡狀態(tài)時:圖(a),浮力大小為f=mg.當(dāng)船上下作微小振動時，取貨輪處于力平衡時的質(zhì)心位置為坐標(biāo)原點。，豎直向下為x軸正向，如圖(b)所示.則當(dāng)貨輪向下偏移x位移時，受臺外力為?f?p?f?其巾f?為此時貨輪所受浮力，其方向向上，大小為f?f?gsx?mg?gsx題9-8圖則貨輪所受臺外力為?f?p?f?gsx?kx式中k?gs是一常數(shù).這表明貨輪在其平衡位置上下所作的微小振動是簡諧運動.由2?f?mdx/dt可得貨輪運動的微分方程為22d2x/d2t?gsx/m?0令?gs/m,

4、可得其振動周期為9-9設(shè)地球是一個半徑為r的均勻球體，密度？?5.5?10kg?m.現(xiàn)假定沿直徑鑿?fù)ㄒ粭l隧道，若有一質(zhì)量為m的質(zhì)點在此隧道內(nèi)作無摩擦運動.(1)證明此質(zhì)點的運動是簡諧運動；(2)計算其周期.3?3題9-9圖分析證明方法與上題相似.分析質(zhì)點在隧道內(nèi)運動時的受力特征即可.證(1)取圖所示坐標(biāo).當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點位于x處時，它受地球的引力為【篇二：大學(xué)物理物理學(xué)下冊馬文蔚第五版答案】物體沿x軸作諧振動的方程為x?0.10cos(2?t?)，式中x,t的單位分別為m,s.試求：4(2)t?0.5s時，物體的位移、速度和加速度.acos(?t?);(1)振幅，周期，頻率和初相x?解：(1)

5、諧振動的標(biāo)準(zhǔn)方程為，比較題中所給方程和標(biāo)準(zhǔn)方程，知振幅a?0.10m,角頻率周期為t,初?4.由此，?2?1s頻?1hz率為2?(2)t?1s時，?)?0.10cos(2?0.5?)m?7.07?10?2m44物體位移x?0.10cos(2?速度v?dx?0.2?sin(2?t?)?0.2?sin(2?0.5?)m/s?0.44m/sdt44dv?加速度a?4?2sin(2?t?)?4?2cos(2?0.5?)m/s2?28m/s2dt44-2-1-2?4.0?10?2m,v0?0(題取向上為正方向，且平衡位置處為原km，而mg又？?kx0,kg?所以mx0,?9.8?29.8?109-4-1

6、圖所以諧振動方程：（2）據(jù)題意，得t?0時，x0?0,v0?0.6m.s?1，其旋轉(zhuǎn)矢量應(yīng)為如圖9-4-2圖位置則V00.22a?x?（）?0?2?2?10?2m?10222?0?（x?0的投影有上、下兩個om矢量，但V0為負(fù)值，故只能選上面的om矢量），所以諧振動方程為x?4.0?10?2cos（10t?）m。23、做簡諧振動的物體，由平衡位置向x軸正方向運動，試問經(jīng)過下列路程所需的最短時間各為周期的幾分之幾？（1）由平衡位置到最大位移處；（用旋轉(zhuǎn)式量方法）（2）由平衡位置到x?aa處；（3）由x?處到最大位移處。（用旋轉(zhuǎn)式量方法）22解：（1）作旋轉(zhuǎn)矢量如圖9-5-1圖，得？?t?tom?

7、因為求的是最短時間，故取向下的?m旋轉(zhuǎn)矢量，所以？(2) 如圖9-5-2圖9-5-1圖？4、某振動質(zhì)點的x?t曲線如9-6圖所示，試求：(1) 振動的周期和初相；(2) 點p位置所對應(yīng)的相位和時刻。解(1)由曲線知，t?0時，x0?0.05m=,作旋轉(zhuǎn)矢量如圖。由旋轉(zhuǎn)矢量得，t1?4s時，?t1?0?239-6-1圖所示?0?424(2)如圖9-6-2圖，？p所以t-2-1?0?作簡諧運動，其最大速度為求：(1)振動的周期；(2)物體通過平衡位置時的總能量與動能；(3)物體在何處其動能和勢能相等；(4)當(dāng)物體的位移大小為振幅的一半時，動能、勢能各占總能量的多少？解:(1)vmaxvmax?a,

8、?a?ek?a?2?vmax(2) 此e12(3) 設(shè)在mvm?0.8jax2m(4)x0處eep?P1212112?ek，貝Ukx0?mv?ka,2222x0?2a?7.07?10?32121a21121kx?k()?ka?e2224243ek?e?ep?e。46、已知同方向、同頻率的兩簡諧運動的運動方程分別為x1求：(1)臺振動的振幅及初相；(2)若有另一同方向、同頻率的簡諧振動x3?0.07cos(10t?3)m,貝U?3為多少時，x2?x3的振幅最大？又？3為多少時，x1?x3的振幅??？解(1)作兩個簡諧運動合成的旋轉(zhuǎn)矢量圖(如9-11-1圖)，因為?2?1?2,故合振動振幅為a?2a

9、12?a2?7.8?10?2m合振相位?arctan(a1sin?1?a2sin?2)?arctan11?1.48rada1cos?1?a2cos?2)振幅最大，即兩振動同相，則由(2)使x2?x3得：則由？?1l. 0?10?2kg的子彈，以500m.s8、如9-8圖所示，質(zhì)量為的速度射人木塊，并嵌在木塊中，同時彈簧壓縮從而作簡諧運動。設(shè)木塊的質(zhì)量為4.99kg,彈簧的勁度系數(shù)為向左為x軸正向，求簡諧振動方程。?0時刻，彈簧原長處為原點，貝U解：設(shè)子彈射入木塊時為tx0?0?m1vv0?1.0m1?m2m.s?1，由旋轉(zhuǎn)矢Jl9-8-1圖得?0?，又?k?40m1?m2v02a?x0?(?)

10、2?2.5?10?2所以振動方程為x?2.5?10?2cos(40t?)29、示波管的電子束受到兩個相互垂直的電場的作用。電子在兩個方向上的位移分別為x?acos?t和y?acos(?t?)。求在？?0、？?300及?900各種情況下，電子在熒光屏上的軌跡方程。解：這是兩個振動方向互相垂直的同頻率簡諧運動的合成問題。臺振動的軌跡方程為x2y22xycos?2?sin?式中，al、a2為兩振動的振幅；？為兩個振動22a1a2a1a2的初相差。本題中a1?a2,?，故有x2?y2?2xycos?a2sin2?(1)當(dāng)?0時，有x?y,軌跡為一直線方程。2a220x?y?30(2)當(dāng)時，有，軌跡為橢

11、圓方程。42220x?y?a?90(3)當(dāng)時，有，軌跡為圓方程。第十章波動1.一橫波沿繩子傳播時的波動表達(dá)式為(1)求此波的振幅、波速、頻率和波長。(2)求繩子上各質(zhì)點振動的最大速度和最大加速t的單位為秒。度。(3)求x?0.2m處的質(zhì)點在t?1s時的相位，它是原點處質(zhì)點在哪一時刻的相位？tx?)0.20.5與一般波動表達(dá)式txt?-1?5hz，波長?0.5m。波速u?0.5?5?2.5m?s(2)繩上各質(zhì)點振動的-1最大速度速度繩上各質(zhì)點振動時的最大加-(3) 將x?0.2m,t?1s代入得到所求相位落后x0.2?0.08u2.5s(u?2.5m?s),所以它是原點處質(zhì)點在-1t0?(1?0.08)?0.92s時的相位。tx?),x,y以m計，t以s計。(1)求振0.010.3幅、波長、頻率和波速。(2)求x?0.1m處質(zhì)點振動的