马文蔚物理学下册答案
【篇一：大学物理_马文蔚__第五版_下册_第九章到第
十一章课后答案】
一个质点作简谐运动，振幅为a，起始时刻质点的位移为? 代表此简谐运动的旋转矢量为（ ） a，且向x 轴正方向运动，2 题９-１ 图
分析与解（b）图中旋转矢量的矢端在x 轴上投影点的位移为－a/2，且投影点的运动方向指向ox 轴正向，即其速度的x分量大于零，故满足题意．因而正确答案为（b）． 9-2 已知某简谐运动的振动曲线如图（a）所示，则此简谐运动的运动方程为（ ） 22?2??2?a?x 题９-２ 图
9-3 两个同周期简谐运动曲线如图（a） 所示， x1 的相位比x2 的相位（ ）
分析与解 由振动曲线图作出相应的旋转矢量图（b） 即可得到答案为（b）． 题９-３ 图
（a） v （b）v （c）2v （d）4v 2
1222分析与解 质点作简谐运动的动能表式为ek?m?asin??t???，可见其周期为简谐2
分析与解 由振动曲线可以知道，这是两个同振动方向、同频率简谐运动，它们的相位差
a于这样两个简谐运动，可用旋转矢量法，如图（b）很方便求得合运动方程为x1?cos?t．因2是?（即反相位）．运动方程分别为x1?acos?t和x2?
而正确答案为（d）． 题９-５ 图
9-6 有一个弹簧振子，振幅a?2.0?10?2m，周期t?1.0s，初相 它的运动方程，并作出x?t图、v?t图和a?t图． 题９-6 图
振子的速度和加速度分别为 x?t、v?t及a?t图如图所示．
分析 可采用比较法求解．将已知的简谐运动方程与简谐运动方程的一般形式
??t???作比较，即可求得各特征量．运用与上题相同的处理方法，写出位移、速度、x?acos
加速度的表达式，代入t值后，即可求得结果． （２）t?2s时的位移、速度、加速度分别为
证 货轮处于平衡状态时［图（a）］，浮力大小为f ＝mg．当船上下作微小振动时，取货轮处于力平衡时的质心位置为坐标原点o，竖直向下为x 轴正向，如图（b）所示．则当货轮向下偏移x 位移时，受合外力为 ?f?p?f?
其中f?为此时货轮所受浮力，其方向向上，大小为 f??f??gsx?mg??gsx 题９-８ 图
则货轮所受合外力为 ?f?p?f????gsx??kx
式中k??gs是一常数．这表明货轮在其平衡位置上下所作的微小振动是简谐运动． 由
2?f?mdx/dt可得货轮运动的微分方程为 22d2x/d2t??gsx/m?0 令???gs/m，可得其振动周期为
9-9 设地球是一个半径为r 的均匀球体，密度??5.5?10kg?m．现假定沿直径凿通一条隧道，若有一质量为m 的质点在此隧道内作无摩擦运动．（1） 证明此质点的运动是简谐运动；（2） 计算其周期． 3?3
题９-９ 图
分析 证明方法与上题相似．分析质点在隧道内运动时的受力特征即可．
证 （1） 取图所示坐标．当质量为m 的质点位于x处时，它受地球的引力为
【篇二：物理学教程第二版马文蔚下册课后答案完整版】
放置，其周围空间各点电场强度e(设电场强度方向向右为正、向左为负)随
位置坐标x 变化的关系曲线为图(b)中的( )
题 9-1 图
板法向向外，依照电场叠加原理可以求得各区域电场强度的大小和方向.因
而正确答案为(b).
9－2 下列说法正确的是( )
(a)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内一定没有电荷
(b)闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零
(c)闭合曲面的电通量为零时，曲面上各点的电场强度必定为零
(d)闭合曲面的电通量不为零时，曲面上任意一点的电场强度都不可能为零 分析与解 依照静电场中的高斯定理，闭合曲面上各点电场强度都为零时，曲面内电荷的代数和必定为零，但不能肯定曲面内一定没有电荷；闭合曲面
的电通量为零时，表示穿入闭合曲面的电场线数等于穿出闭合曲面的电场线
数或没有电场线穿过闭合曲面，不能确定曲面上各点的电场强度必定为零；同理闭合曲面的电通量不为零，也不能推断曲面上任意一点的电场强度都不
可能为零，因而正确答案为(b). 9－3 下列说法正确的是( )
(a) 电场强度为零的点，电势也一定为零
(b) 电场强度不为零的点，电势也一定不为零 (c) 电势为零的点，电场强度也一定为零
(d) 电势在某一区域内为常量，则电场强度在该区域内必定为零
分析与解 电场强度与电势是描述电场的两个不同物理量，电场强度为零表
示试验电荷在该点受到的电场力为零，电势为零表示将试验电荷从该点移到
参考零电势点时，电场力作功为零.电场中一点的电势等于单位正电荷从该
点沿任意路径到参考零电势点电场力所作的功；电场强度等于负电势梯度.
因而正确答案为(d).
*9－4 在一个带负电的带电棒附近有一个电偶极子，其电偶极矩p 的方向
如图所示.当电偶极子被释放后，该电偶极子将( )
(a) 沿逆时针方向旋转直到电偶极矩p 水平指向棒尖端而停止
(b) 沿逆时针方向旋转至电偶极矩p 水平指向棒尖端，同时沿电场线方向
朝着棒尖端移动
(c) 沿逆时针方向旋转至电偶极矩p 水平指向棒尖端，同时逆电场线方向
朝远离棒尖端移动
(d) 沿顺时针方向旋转至电偶极矩p 水平方向沿棒尖端朝外，同时沿电场
线方向朝着棒尖端移动 题 9-4 图
分析与解 电偶极子在非均匀外电场中，除了受到力矩作用使得电偶极子指
向电场方向外，还将受到一个指向电场强度增强方向的合力作用，因而正确 答案为(b).
虑，一个有8个电子，8个质子和8个中子构成的氧原子所带的最大可能净电
荷是多少？ 若将原子视作质点，试比较两个氧原子间的库仑力和万有引力 的大小.
中子电量为10－21－21 e， e，则由一个氧原子所包含的8个电子、8个质子和8个中子
可求原子所带的最大可能净电荷.由库仑定律可以估算两个带电氧原子间的
库仑力，并与万有引力作比较.
解 一个氧原子所带的最大可能净电荷为 qmax??1?2??8?10?21e
二个氧原子间的库仑力与万有引力之比为
范围内时，对于像天体一类电中性物体的运动，起主要作用的还是万有引力. 9－6 1964年，盖尔曼等人提出基本粒子是由更基本的夸克构成，中子就是由一个带21e 的上夸克和两个带?e的下夸克构成.若将夸克作为经典粒33 求它们之间的相互作用力.
解 由于夸克可视为经典点电荷，由库仑定律
f 与径向单位矢量er 方向相同表明它们之间为斥力. 9－7 点电荷如图分布，试求p点的电场强度.
分析 依照电场叠加原理，p点的电场强度等于各点电荷单独存在时在p点激
发电场强度的矢量和.由于电荷量为q的一对点电荷在p点激发的电场强度大
小相等、方向相反而相互抵消，p点的电场强度就等于电荷量为2.0q的点电
荷在该点单独激发的场强度. 解 根据上述分析 ep?
题 9-7 图
9－8 若电荷q均匀地分布在长为l 的细棒上.求证：(1) 在棒的延长线，
(2) 在棒的垂直平分线上，离棒为r 处的电场强度为
若棒为无限长(即l→∞)，试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比 较 .
题 9-8 图
分析 这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略，因而不
能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直
线上.如图所示，在长直线上任意取一线元dx，其电荷为dq ＝qdx/l，它在
点p 的电场强度为 de? e??de
接着针对具体问题来处理这个矢量积分.
(1) 若点p 在棒的延长线上，带电棒上各电荷元在点p 的电场强度方向相 同，
e??ldei
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