《醫(yī)用物理學》復習

一、教材上要求掌握的習題解答：

第1章習題1(P31)

1-7(1),

0=co^t+^at2=-1x40^-x0.52=5Mrad)t2.5圈

⑵由得：

Fr=Ja=—nir2a=F=a-40T=]5〃=47.1(N)

222

W=MO=40=15萬乂0.15'5萬=11.25萬2=1.109x102(J)

⑶由得：

由得：

由得：

a=7(0.15x40^)2+(0.15x4002x^-2)2=7(6^)2+(24000)2

R24000乃2(6/$2)

1-8⑴由、、得:

2F2x100

則a=---=2rad1s2

mR-100x1

(2)△/=W=尸?5=100x5=500J

1-15⑴已知骨的抗張強度為Pa,

所以￡=々5=12x107X5X10-4=6xlO'N

⑵己知骨的彈性模量為Pa,

o-_F_4,5xlQ4

所以=0.01=1%

-5X10-4X9X109

900x0.6

二10-4加

6X10-4X9X109

第2章習題2(P46)

2-5由連續(xù)性方程及得：

取第2點處的水管位置為零勢面，則由理想流體的伯努利方程有:

P}+-pv\+pgh=P2+-pv}

而<=(4+104)&鳥=%+4(凡為大氣壓強)

4243223

P；=10+-p(v,-V2)+/^/2=104-1X10(2-4)+10X9.8X1

2

=13.8x10'。。=13.8KPa

2-8如圖，設水平管粗、細處的截面積、壓強、流速分別為和，、水的密度分別為。

則由水平管的伯努利方程有

1212

P1+5/V1=Pz+-P\^2

由連續(xù)性方程有S/=邑嶺

且Pi-Pi=P2gh

2P2gh

V2=S聯(lián)立求解得:

PiS-S；)

則CO2的流量為Q=S2v2=S4"2.g〃/8(5；-S；)

代入數(shù)據(jù)得Q=0.25〃//s

2-9單位體積的粘性流體的伯努利方程為:

［十］夕口；十點〃?=P2+-pvl+pgh2+W

則體積的粘性流體流動過程中克服粘性力所做的功為:

卬'=上一4+；。(片一￥)+夕抵九一小)》

而對水平均勻管有：

^=(/]-^)V=25X106X(1.3-I.1)X105=0.5J

第3章習題3(P61)

3-6氣泡內(nèi)的壓強為：

^=^4-^/?+—=1.013xl054-103X9.8X1+2X0-073=1.257X105Pa

R0.01x1O-3

3-7做功為：

壓強差為：

3-8氣泡中壓強為：

2X0487

3-10h==--=----------------r=-0.0365m=-3.65cm

pgrpgr13.6x10x9.8x2.0xl0

式中負號表示水銀在毛細管中下降。

第4章習題4(P95)

4-7(1)co=y――—V2rad/5；T==桓兀(s)

V0.05

⑵*.*(Po=0x=10cos行，(C7〃)

(3)E=1M2=-X01X0.12=5X10-4J

22

4-8(1)A=3cm；T=——=2(s)；q\、=一

co6

(2)Vx=3cosCrr+—)(C/H)；v=-3^sin(^r+~)(cm/s)

66

a=-34-cos(/z7+—)(cm!s~)

6

A時，;;

4-12(1)Vu=2(m/s)/.波動方程為y=O.OGcos^。一］)(M

將代入波動方程得到P點的振動方程：

y=0.06cos—(r--1)=0.06cos(^i-羊)(M

(2)\(p=---.T

18

4-13(1)=020-0io-2九二、［=痂-0AO-2乃"".""=0-ITI——=3不

(2)*/kp=3冗/.Ac=\AA—=0

4-17⑴觀察者不動，聲源向著觀察者運動，則

fi=—^―/=340x3000=3517Hz

u-us340-5()

⑵觀察者不動，聲源遠離觀察者運動，則

U340

fl二/,=x3000=2615Hz

U+us$340+50

3.如果通過任意封閉曲面的電通量為零，則

A.該曲面內(nèi)一定有電荷且電荷的代數(shù)和為零（X）

B.該曲面內(nèi)一定沒有電荷（X）

C.該曲面內(nèi)一定沒有電荷或所有電荷的代數(shù)和為零（J）

D.該曲面上各點的場通均為零（X）E、該曲面上各點的場強均相等（X）

F、該曲面上各點的場強一定不等于零（X）

4.在一對等量同號點電荷連線的中點（?。率鼋Y論正確的是：

A.電場強度和電勢均為零（X）B.電場強度和電勢均不為零（X）

C.電場強度為零，電勢不為零（J）D.電場強度不為零，電勢為零（X）

5.在相距為2人帶電量q的一對等量異號點電荷連線的中點（取），下述結

論正確的是：

A.電場強度為（X）B.電場強度為（V）

C.電勢為（X）D.電勢為零（V）

6.由連續(xù)性方程知，血液從動脈血管到毛細血管流速的變化是（逐漸變慢），其

主要原因是（毛細血管的總截面積比動脈血管的大）。

7、在連通器兩端吹有大小不同，表面張力系數(shù)相同的兩個肥皂泡，當打開連通器

中部使兩泡連通后，兩泡的變化情況是（大泡變大，小泡變小）O

8、已知血液循環(huán)系統(tǒng)中血液流量為Q,主動脈一段的流阻為，則主動脈血壓降

的大小為（）。若血管半徑由于某種原因縮小了，其流阻會變（大）。

9、振幅、相位均相等的兩相十波源發(fā)出的平面徇諧波相遇，當波程差滿足【半

波長的奇數(shù)倍）時，其質(zhì)點合振動的振幅最?。划敳ǔ滩顫M足（半波長的偶數(shù)倍）

時；其質(zhì)點合振動的振幅最大。駐波中由于干涉減弱而振幅始終為最小的位置稱

為（波節(jié)），駐波中由于干涉加強而振幅始終為最大的位置稱為（波腹）。

10、駐波中兩相鄰的波節(jié)與波節(jié)之間的距離為（）,兩相鄰波節(jié)與波腹之間

的距高為（）0

11.一個質(zhì)量為0.20kg的物體作簡諧振動，其振動方程為,當振動動能為最大時,

振動物體的位移大小為（0）,速度大小為當振動勢能為最大時，振動

物體的位移大小為（0.2m）,加速度大小為（5m/s2）。

12.質(zhì)點做簡諧振動，其振幅為A,振動頻率為。當時，o則

質(zhì)點振動的初相位為（兀）；質(zhì)點振動的最大速度為（2小）；f=（）時質(zhì)點

振動的動能為（0）；質(zhì)點振動的總能量（保持不變）o

13.半徑為R、帶電為q的均勻帶電球面內(nèi)任一點P的場強為（0）,電勢為

（）;球面外離球心距離為r的N點的場強大小為（），電勢為（）o

14、均勻電場的電場強度為，.則通過一半徑為R的閉合半球面的電場強度通

量為（0）o

15.靜電場力做功與（路徑）無關，靜電場力是（保守力）。靜電場力的功等于

（電勢能增量的負值）。

16.什么是氣體栓塞？為什么要注意避免氣體進入血管？

答案：見書上P59及P60o

17、當人體處于平臥位時，為什么心臟的動脈壓稍大于頭部的動脈壓？

答案：人體平臥時頭部的動脈壓會稍低于心臟的溝脈壓，是因為血液是粘性流體,

對于水平等截面管只有當兩端有壓強差時才能克服內(nèi)摩擦力，使其在管中做穩(wěn)

定流動。

18、舞蹈、花樣溜冰、雜技等表演節(jié)目中，演員進行旋轉時，會先將手腳伸開以

一定角速度旋轉，然后迅速收回手腳，此時轉速會怎樣變化？為什么？

答案：見書上PU。

19、為什么測血壓時常選手臂處作為測量部位？

答案：當流體在粗細均勻管中流動時流速不變，由伯努利方程可知，高處壓強小,

低處壓強大。因此測量血壓要注意體位和測量部位。心臟的血壓是一定的，而手

臂與心臟同高，故常選作為測量部位。

2（）、畫出測液體流量的文丘里流量計的裝置圖，并推導出流量的公式。

答案：見書上P37。

21.超聲檢查時，為什么要在探頭和皮膚表面之間涂抹油類或液體耦合劑？

答案：油類或液體耦合劑的聲阻與肌肉的聲阻相差較小，涂抹后超聲波通過探頭

由耦合劑進入人體，能使進入人體的超聲強度很大以便于檢查。而空氣與肌肉的

聲阻相差很大，若不涂抹耦合劑，則超聲會絕大部分反射，導致進入人體的超

聲強度非常小。

22.人的肺泡總數(shù)約有3億個，各個肺泡的大小不一，且有些相互連通。為什么

相連的肺泡沒有出現(xiàn)大泡更大，小泡更小的情況？

答案：肺泡表面液體中的表面活性物質(zhì)調(diào)節(jié)了表由液體的表面張力系數(shù)，使得大

小肺泡中的壓強變得穩(wěn)定，所以相連的肺泡不會出現(xiàn)大泡更大，小泡更小的情

況。

23.如圖所示，把輕繩繞在質(zhì)量為、半徑為的圓盤上，現(xiàn)用恒力T拉繩的一

端，使它均勻加速，經(jīng)過時間t角速度由0變?yōu)?。設繩不可伸長，繩與圓盤無

相對滑動，且軸光滑，圓盤的轉動慣量為，。求①圓盤轉動的角加速度；②

拉力T；③t時刻圓盤邊緣一點的速率V和加速度的大小。

解：①由得：

②由轉動定律可得：

丁二"吟

③，時刻圓盤邊緣一點的速度V=rw=2w0

2/((}

切向加速度aT=ra=022

法向加速度an=ra=4r<y0

t時刻圓盤邊緣一點的加速度的大小:

4廣？)+16,黨=rco1+歷喏

a=o

24.用旋轉矢量圖示法作圖求出下列幾組同方向、同頻率簡諧振動合成后的合振動的振幅和

初相位，并寫出合振動的表達式。

*=V3cos(2^r+——)(0〃)Xj=5cos(lOf+半)(c〃i)

4(4)<

71

x=3cos(2^/+—)(cm)x,=3cos00/--)(cm)

2~2

解答：(1)作矢

量圖示lo由圖

372/2一棚21得合振動的振

A幅為，初相位

A

為，合振動的

4圖1A

圖2圖3圖4表達式為：

⑵作矢量圖示

20由圖2得合振動的振幅為，初相位為，合振動的表達式為

⑶作矢量圖示3。由圖3得合振動的振幅為，，所以初相位為，合振動表達式

為

⑷作矢量圖示4。由圖4得合振動的振幅為，初相位為或，合振動的表達式

為

25.已知平面簡諧波的波動方程為y=0.04cos^(50r-0.10x)m

求：（1）波的波幅、波長、周期及波速；（2）質(zhì)點振動的最大速度和最

大加速度。

解：（1）A=0.04m,

,/=0....2=20〃？

2

(2)Vnvix=69/4=50^x0.04=2/r=6.2Sm/s

amax=CO2A=(50%)2x0.04=100儲=985.96%/s?