普通物理学_(第五版) 课后习题答案

1. 普通物理学_(第五版) 课后习题答案

-1  分析与解 (1) 质点在t 至(t ＋Δt)时间内沿曲线从P 点运动到P′点,各量关系如图所示, 其中路程Δs ＝PP′, 位移大小｜Δr｜＝PP′,而Δr ＝｜r｜-｜r｜表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)．但当Δt→0 时,点P′无限趋近P点,则有｜dr｜＝ds,但却不等于dr．故选(B)．
(2) 由于｜Δr ｜≠Δs,故 ,即｜ ｜≠ ．
但由于｜dr｜＝ds,故 ,即｜ ｜＝ ．由此可见,应选(C)．
1-2 分析与解　 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向速率．通常用符号vr表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量； 表示速度矢量；在自然坐标系中速度大小可用公式 计算,在直角坐标系中则可由公式 求解．故选(D)．
1-3 分析与解　 表示切向加速度at,它表示速度大小随时间的变化率,是加速度矢量沿速度方向的一个分量,起改变速度大小的作用； 在极坐标系中表示径向速率vr(如题1 -2 所述)； 在自然坐标系中表示质点的速率v；而 表示加速度的大小而不是切向加速度at．因此只有(3) 式表达是正确的．故选(D)．
1-4 分析与解　加速度的切向分量at起改变速度大小的作用,而法向分量an起改变速度方向的作用．质点作圆周运动时,由于速度方向不断改变,相应法向加速度的方向也在不断改变,因而法向加速度是一定改变的．至于at是否改变,则要视质点的速率情况而定．质点作匀速率圆周运动时, at恒为零；质点作匀变速率圆周运动时, at为一不为零的恒量,当at改变时,质点则作一般的变速率圆周运动．由此可见,应选(B)．
1-5 分析与解　本题关键是先求得小船速度表达式,进而判断运动性质．为此建立如图所示坐标系,设定滑轮距水面高度为h,t 时刻定滑轮距小船的绳长为l,则小船的运动方程为 ,其中绳长l 随时间t 而变化．小船速度 ,式中 表示绳长l 随时间的变化率,其大小即为v0,代入整理后为 ,方向沿x 轴负向．由速度表达式,可判断小船作变加速运动．故选(C)．
1-6 分析　位移和路程是两个完全不同的概念．只有当质点作直线运动且运动方向不改变时,位移的大小才会与路程相等．质点在t 时间内的位移Δx 的大小可直接由运动方程得到： ,而在求路程时,就必须注意到质点在运动过程中可能改变运动方向,此时,位移的大小和路程就不同了．为此,需根据 来确定其运动方向改变的时刻tp ,求出0～tp 和tp～t 内的位移大小Δx1 、Δx2 ,则t 时间内的路程 ,如图所示,至于t ＝4.0 s 时质点速度和加速度可用 和 两式计算．
解　(1) 质点在4.0 s内位移的大小

2. 普通物理学教程:力学（第三版）解析

普通物理学教程:力学(第三版)》解析：
       保持普通物理的特点，在不涉及很深数学知识的情况下讲清楚概念，注意介绍重要的实验以及某些演示实验。
       内容特点如下：
动力学仍然由质量的操作型定义和动量概念开始，并用动量表述牛顿运动定律，改变了以前从动量守恒开始的做法，这使得牛顿定律的引入既简单又符合大家习惯。将内势能和外势能分开，但在应用方面则常合并在一起考虑，应用起来比较方便。
仍然保存着守恒律和对称性的内容，对非线性问题和混沌的描述进行了更新。这一版仍比较注意联系实际和新成就的介绍，除保存原有的中子的发现、关于黏度的斯托克斯公式在密立根油滴实验中的应用、回旋加速器的原理和正电子的发现以反映力学在现代物理学中应用价值，补充了我国在万有引力常数的测量方面所取得的成就，补充了正负电子对撞机的原理，介绍了近现代重力加速度的测量、汽车最大速度与空气阻力关系的估计以及力学在火箭、建筑和医学等方面的应用。
注重力学和物理学其他部分的联系。
提供了许多文献，供读者查找。
包含必读、选读，大字和小字，供教师按需要进行选择。

3. 求物理3-1电学电磁学部分经典习题及例题、

《16.1 磁体与磁场》2011年同步练习2
一、填空题（共8小题，每小题5分，满分40分）
1．地球是个大磁体，在地球上，指南针能指南北是因为受到（       ）的作用．人类将在本世纪登上火星．目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上宇航员能依靠指南针来导向吗？
（选填“能”、“不能”或“不知道”）．
．考点：地磁场．分析：根据指南针指南北的原因：指南针受到了地磁场的作用而指南北来答题．解答：解：指南针能指南北是由于地球是个大磁体，指南针受到了地磁场的作用，火星上的磁场情况不明，故不能确定能否依靠指南针来导向．
故本题答案为：地磁场；不知道．
2．磁体的周围存在着（          ），磁体间的相互作用是通过（         ）而发生的．
解答：解：磁体的周围存在着磁场，磁体间的相互作用是通过磁场而发生的．
故本题答案为：磁场；磁场．
3．磁场是看不见、摸不着的，但我们可以根据它的基本性质来认识它，磁场的基本性质是（                                                      ）
。考点：磁极间的相互作用
解答：解：磁场的基本性质是对于放入其中的磁体有磁力作用；
故答案为：对于放入其中的磁体有磁力作用．
4．磁场是有方向的，人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时（N极所指
的）方向就是该点的磁场方向
．考点：磁场
解答：解：磁场是有方向的，人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时 N极所指的方向就是该点的磁场方向．
故本题答案为：N极所指．
5．磁感线是用来形象地表示磁场
分布情况的一些有方向的曲线，磁体周围的磁感线都是从磁体的（N）
极出来，从（S）极进去，构成闭合的曲线．
。考点：磁感线及特点
解答：解：磁感线是用来形象地表示磁场分布情况的一些有方向的曲线，磁体周围的磁感线都是从磁体的 N极出来，从 S极进去，构成闭合的曲线．
故本题答案为：磁场；N；S．
6．从课本上画出的磁感线可以看出，磁场越强的地方，磁感线分布越（密）
（选填“密”或“疏”）．磁感线上任意一点的（切线）方向表示该点的磁场方向．
。考点：磁感线及其特点
。分析：要掌握磁感线的方向：根据磁感线的概念进行分析，即放在磁场中的小磁针北极的指向为磁场的方向．磁感线是来表示磁场的，所以磁感线的密集程度代表磁场的强弱．
。解答：解：根据磁感线的概念和性质，磁感线越密集，磁场越强；磁感线上任
7．地球本身是一个巨大的（磁体），地磁北极在地理（南极）附近，地磁南极在地理的（北极）附近．
二、选择题（共8小题，每小题4分，满分32分）
8．转动指南针的罗盘时，罗盘内的磁针（　　）
A．随罗盘一起转动起来B．不随罗盘转动，仍在原位置
C．随罗盘转动，且比罗盘转动快一些
D．随罗盘转动，只是罗盘转动慢一些
分析：由于地球本身是一个大磁体，所以指南针静止时，总是一个极指南，一个极指北
．解答：解：指南针原理是罗盘内的小磁针在地球的地磁场的作用下，小磁针的南极指向地理的南极，所以转动指南针的罗盘时小磁针仍在地磁场的作用下南极指向地理的南极，即在原位置不动．故选B．
。点评：该题考查了罗盘内的小磁针在地磁场的作用下，小磁针的南极始终指向地理南极，属于基础知识，难度不大
 
9．下列关于磁场的叙述，其中不正确的是（　　）
A．在磁铁周围放入小磁针，磁铁产生磁场，取走小磁针，磁铁周围的磁场就消失了
B．某一点磁场方向，就是放在该点的小磁针静止时北极所指的方向
C．磁感线是有方向的，在磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极
D．指南针静止时南极指向地磁北极
。分析：根据磁场的性质来判断A是否符合题意；
由磁场的方向来判断B是否符合题意；
由磁感线的方向来判断C是否符合题意；
由指南针静止时的南北指向来判断D是否符合题意．
。解答：解：A、磁体周围存在一种物体，就是磁场，磁场虽然是看不见、摸不着的，但它会对放入它中的磁体产生力的作用，取走小磁针，磁铁周围的磁场不会消失，说法不正确，故A符合题意；
B、小磁针在磁场中静止时，北极的指向就是该点的磁场方向，说法正确，故B不符合题意；
C、磁感线是有方向的，磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极，说法正确，故C不符合题意；
D、指南针静止时南极指向地理南极，也就是地磁北极，说法正确，故D不符合题意．
故选A．
点评：本题考查了磁场的性质，磁场和磁感线的方向，以及地磁场与地球两极的关系，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近．
10．如图所示为一森林俯视图，某探险小组进入森林后在Q处迷失方向，为走出森林，他们借助指南针来辨别方向，指南针的指向如图所示，那么他们正确的前进方向应沿着指南针所在位置的（　　）
 
 
 
A．E方向 B．F方向 C．G方向 D．H方向
 
考点：地磁场．
分析：指南针在静止时，指南针的N极指向北方，S极指向南方，故可根据出口在Q点的位置和此时指南针的指向可判断出应向F点方向行走．
解答：解：出口在点Q的东边，指南针的N极指向H点方向，则点F方向在指南针的东边，故选B．
点评：本题考查了指南针指南北的原因：指南针受到地磁场的作用，在水平位置静止时，S极指向南方，N极指向北方．
 
11．有两根外形完全相同的棒a和b．如果按图甲那样，用手拿a，则b不会掉下；若按图乙那样，用手拿b，则不能吸住a，这说明（　　）
A．a有磁性，b没有磁性 B．a没有磁性，b有磁性
C．b都没有磁性 D．b都有磁性
 
考点：物体是否具有磁性的判断方法．
分析：本题由磁铁周围磁场的分布确定：两极处磁性最强，中间磁性最弱．解答：解：因磁铁的中间部分磁极可以认为为零，故用手拿a时b没有掉说明a对b有磁力，即可认为a具有磁性；用手拿b时不能吸a则说明b没有磁性．
故选A．
点评：本题考查磁铁的磁场分布，对于常见磁铁要清楚其磁场的形状．
12．关于磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中实际存在的曲线
B．磁感线都是从磁体的N极到S极
C．磁体N极在磁场中某点的受力方向与该点的磁感线切线方向一致
D．磁感线只分布在磁体外，不分布在磁体内
考点：磁感线及其特点．
分析：磁感线是人们为了直观形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，它并不是客观存在于磁场中的真实曲线，磁体周围的磁感线是从N极出发回到S极，在内部则是从S极出发回到N极，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，故正确的只有C．
解答：解：A、错误，磁感线是人为地引入的；
B、D、错误，磁体周围的磁感线是从N极出发回到S极，在内部则是从S极出发回到N极；
C、正确．故选C．
点评：本题考查了磁感线的概念和磁感线的方向，注意在磁体内部也是存在磁感线的，且在磁体内部，磁感线的方向是从S极指向N极的．
 13．小磁针放在水平面上静止时，它的N极所指的方向严格地说应是（　　）
A．地磁的北极 B．地磁的南极 C．地理的北极 D．地理的南极
 
考点：地磁场．
专题：应用题．
分析：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，小磁针放在地球这个磁体的磁场中，即可指南北．解答：解：小磁针放在水平面上自由转动后，静止时其N极的指向与该点的地磁场磁感线方向一致，也就是在地理北极附近的地磁场南极；故选B．
点评：知道地球是个大磁体，地球的周围存在磁场，叫地磁场，在地磁场的作用下，小磁针自由静止时可以指南北
 
 14．如图所示，一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这四根磁针静止时N极指向画错的是（磁针的黑端表示N极）（　　）
A．磁针甲 B．磁针乙 C．磁针丙 D．磁针丁
 
考点：磁感线及其特点．
分析：知道小磁针在磁场中静止时，北极所指的方向与磁场的方向一致．磁场中的磁感线都是从磁体的北极出发回到南极．
解答：解：磁场中的磁感线方向从磁体的N极出来回到南极，小磁针静止时N极所指的方向与磁感线的方向相同．由图可以看出甲错误．故选A．
点评：此题考查了磁体周围的磁场，一定要理解磁感线方向的规定．小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向．
 
三、解答题（共2小题，满分0分）
15．小华利用双休日来到郊区某林场进行社会实践活动，此时有一群大雁自右向左迁徙，他为了确定大雁飞行的方向，他拿出指南针放在一颗成材后被砍伐了的树桩左侧，指南针静止时如图所示．请你根据图中提供的信息帮助小华确定磁针的A端为什么磁极？此时季节是春季还是秋季？并说明理由．
 
 
 
 
 
 
分析：本题主要考查三个方面的知识：（1）利用树桩横断面上的年轮判断方向：树木生长过程中，树干朝南一面受阳光照射较多，形成层原始细胞分裂也较迅速，径向生长加快，结果茎干南面的年轮也较宽．而在茎干背阴朝北的一面，年轮则明显狭窄．
（2）磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
（3）电磁场的N极在地理南极的附近，电磁场的S极在地理北极附近．
解答：答：A端为N极；春季．
理由：从树桩横断面上的年轮可以判明小磁针A端指向北方．根据磁极间的作用规律和电磁场的N极在地理南极附近的特点，可知小磁针的A端为N极，因为大雁从南方向北方迁徙，所以此季节为春季．
点评：本题的解题关键是先从树桩的年轮判明方向，然后根据磁极间的作用规律和大雁迁徙的特性进行分析．