1. 毛细现象:润湿液体在细管中上升或不润湿液体在细管中下降的现象。
2.润湿/不润湿现象:一种是液体与固体的接触面有扩大的趋势,称为润湿现象;另一种是液体与固体的接触面有收缩的趋势 , 称为不润湿现象。
3.气体栓塞:液体在细管中流动时,如果管中出现气泡,液体的流动将受到阻碍,气泡多时将能发生阻塞,这种现象称为气体栓塞。 四、解答题
1、潜水员、高压氧舱里的病人和医生在离开高压环境时,都必须有适当的缓冲时间,这是为什么? 答:离开高压环境时,都必须有适当缓冲时间,使溶解在血液中过量的气体缓慢释放,以免引起血管栓塞。
2、外科用的手术缝合线必须经过蜡处理,这是为什么?
答:外科用的手术缝合线必须经过蜡处理,因为蜡液对缝合线是润湿液体,蜡处理的结果是可以堵塞缝合线上的毛细管。因为手术缝合后总有一部分缝合线露在体表外面,若缝合线的毛细管不堵塞则形成体内外的通道,造成细菌感染。 五、计算题
1. 一根竖直放置的U形毛细管,两管直径分别为d1?0.5mm,d2?2mm,里面装了水,假设水和玻璃
完全润湿,试求平衡时两管水面高度差?设水的表面张力系数??7.3?10?2N?m?1。
P1?P0?2?R1P2?P0?2?R2
P1?P2??g?h?h?4.38?10?2(或4.47?10?2)m2. 在20°C时吹成一个直径为10cm的肥皂泡,试求吹此肥皂泡所做的功?设肥皂液的表面张力系数
W??E????S???(2?S表)??4.0?10?2N?m?1。
第5章 机械振动
教学内容:
1、简谐振动:谐振动方程式、位相、角频率、振幅、谐振动的能量。
2、谐振动的合成:同方向谐振动的合成、旋转矢量法、频谱分析、垂直方向同频率谐振 动的合成。
3、简谐波:波的产生和传播、平面简谐波的波动方程、波的能量、波的衰减。 4、波的叠加原理:波的叠加、波的干涉。
=2?(4?R2)=8??10-4J
9
一、填空题
1.两个同方向同频率谐振动的合振动,其是否仍为简谐振动? 是 。 两个同方向不同频率谐振动的合振动,其是否仍为简谐振动? 否 。
2.简谐振动的特征量主要有 3 个,分别是 振幅、 角速度、 相位 ,决定简谐振动运动状态的物理量是 相位 。
3.在简谐振动中,不同的 相位 表示不同的运动状态,相位每增加2?,简谐振动完全重复一次。 4.质量为m的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子,弹簧的劲度系数为K,其固有振动周期T= 2?m当它作振幅为A的自由简谐振动时,其振动能量E =
k ;12kA 。 25.一质点作简谐振动,振动方程为S=Acos(?t+?),则质点的速度方程为质点的加速度方程为 a??A?2cos(?t??) 。
v??A?sin(?t??) , 6.对于两个同频率的简谐运动,相位的差异表示它们间步调上的差异,相位差为 2? ,振动步调一致,称为同相;相位差为 ? ,振动步调相反,称为反相; 二、选择题
1. 有两个振动:x1 = A1cos? t, x2 = A2sin? t,在同一直线上且A2< A1.则合成振动的振幅为[ C ]。
A. A1 + A2 B. A1-A2 C. (A1 + A2) D.(A1-A2) 2. 简谐振动是一种什么样的运动 [ D ]
(A) 匀加速运动 (B) 匀减速运动 (C) 匀速运动 (D) 变加速运动 3.一质点作简谐振动,振动方程为x=Acos(?t+?),当时间t=T ? 2 (T为周期)时,质点的速度为[ A ]。
A.A?sin? B.?A?sin? C.?A?cos? D.A?cos?
4. 把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开, 使摆线与竖直方向成一微小角度?, 然后由静止放手任其振动, 从放手时开始计时, 若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动的初位相为[ C ]。
A. ? B.? C. 0 D. ?/2
5. 一质点作简谐振动,已知振动周期为T,则其振动动能变化的周期是[ B ]。
A. T/4 B. T/2 C. T D. 2T
三、名词解释
1.简谐振动:一个作往复运动的物体,如果其偏离平衡位置的位移x随时间t按余弦(或正弦)规律变化的振动。 (或)F=-kX 回复力F与偏离平衡位置的位移x成正比,方向相反。 四、计算题:
2
21/2
2
21/2
10
1.一个谐振子在t=0时位于离平衡位置6cm处,速度为0,振动的周期2s,求简谐运动的位移及速度表达式。
2????0?0Ts?Acos??t??0??6cos??t?(cm)A?6cm??dsv???A?sin??t???6?sin?tdt(cm/s)
2. 有一劲度系数为32.0N/m轻质弹簧,放置在一个光滑的水平面上,其一端被固定,另一端系一质量为500g的物体。将物体沿弹簧长度方向拉伸至距平衡位置10.0cm处,然后将物体有静止释放,物体将在水平面上沿一条直线做简谐振动。分别写出振动的位移、速度和加速度与时间的关系。
kA?0.1m???8?0?0ms?Acos?t?0.1cos8t(m)ds??A?sin??t???0.8sin8t(m) v?sdtdva???A?2cos?t??6.4cos8t(m2)sdt
第6章 波动和声
教学内容:
1、声波:声压、声阻和声强、声强级、响度级。 2、多普勒效应。
3、超声波和次生波。超声波的物理作用。超声诊断和治疗。 一、填空题
1.1000Hz声音的听阈是 10W/m ,声强级是个相对值,其标准参考声强是 10W/m 。 2. 频率高于 20000 Hz的机械波称为超声波,频率低于 20 Hz的机械波称为次声波。
3. 机械波从一种媒质进入另一种媒质时,波长、波速、波的周期这些物理量中发生改变的是 波长、波速 ,不改变的是 波的周期 。
4. 一横波沿绳子传播时的波动方程为y=0.05cos(10πt-4πx)式中x、 y以米计,t以秒计。此波的振幅
为 0.05m ,波长为 0.5m 。
-12
2
-12
2
11
5.A、B是简谐波波线上的两点,已知B点的位相比A点落后?/3,A、B两点相距0.5m,波的频率为100Hz, 则该波的波长?为 3 m ,波速u为 300 m/s。
6.频率范围为20Hz-20kHz的机械波称为声波,频率高于20kHz的机械波称为 超声波 ,频率低于20Hz的机械波称为 次声波 。
7.能引起正常人耳听觉的最低声强称为 听阈 ,这个最低声强与声波频率关系之曲线称为 听阈曲线 。正常人耳所能忍受的最高声强称为 痛阈 ,这个是最高声强与声波频率关系之曲线称为 痛阈曲线 。这两条曲线之间的区域称为 听觉区域 。
8.设媒质相对地面静止,声源与接收器相对移动靠近,所接收到的声音频率比声源振动频率 高 。两者相对移动离开,所接收到的声音频率比声源振动频率 低 。 二、选择题
1. 就声波在不同媒质中传播而言,如下说法正确的是[ C ]
(A)速度、频率、波长均不同 (B)速度、频率不同,波长相同 (C)速度、波长不同,频率相同 (D)速度取决于媒质性质和频率 2.若声波的声强级为120(dB),则其声强为[ D ]。
A.0.5w·m B.0.1w·m
-2
-2
C.5w·m
-2
D.1w·m
-2
3.超声波具有方向性好,强度大,声压幅值大,在气体中衰减很快四项特性。之所以具有这些特性关键在于[ D ]。
A.是机械波 B.具有同激光一样的性质 C.其发射器可以做成很小的面积 D.其频率可以很高 4.超声波通过物质时,所发生的主要物理作用有[ C ]。
A.热效应,碎石效应 B.热效应,生物效应,高压效应 C.机械效应,热效应,空化效应 D.机械效应,生物效应 5. 声强是指[ D ]
(A)通过单位面积的能量 (B)单位时间内通过某截面积的能量
(C)垂直通过单位面积的能量 (D)单位时间通过垂直声波传播方向上的单位面积的能量 6.当一列火车以26m/s的速度向你开来,用2KHz 的频率鸣笛时,你听到的频率是[ A ] (A)2165.6Hz (B)2000Hz (C)1857.9Hz (D)1000Hz 7. 两种声音的声强级相差20dB,它们的声强之比为[ C ]
(A) 2/1 (B) 20/1 (C) 100/1 (D) 40/1 8、响度级的大小以[ D ]Hz的声强级为标准。 A、100 B、500三、解答题
C、800
D、1000
12
1.听觉区域:将频率在20Hz~20kHz之间,由听阈曲线和痛阈曲线所围成的范围,称为听觉区域。 2.多普勒效应:由于波源与观测者的相对运动,造成观测到的频率与波源频率不同的现象。 四、解答题
1.波动与振动有什么区别和联系?
答:1.振动是物体在某一位置附近往复运动; 波动是机械振动在介质中的传播。2振动是描写一个质点振动;波动是描写一系列质点作振动。3.振动是波动的起源;波动是振动的传播,波动包含着振动。 2.高速行驶的火车迎面驶来时,汽笛的音调会由低变高。这是为什么?并详细说明。
答:因多普勒效应引起的,由于波源与观测者的相对运动,造成观测到的频率与波源频率不同的现象。五、计算题
?7?21.在病房内有四个人,每一个人说话的声强为10W?m,试问四个人同时说话时的声强和声强级是多
少?四个人说话的声强级是一个人说话的声强级的多少倍?
I1?10?7Wm2I2?4?10?7Wm2I110?7L1?10lg?10lg?12?50(dB)I010?7I4?10 L?10lg2?10lg?56(dB) 2?12I010L256??1.1倍L150
2.10台相同的机器,共同产生的噪音声强级为100 dB,每台机器产生噪音的声强级为多少dB?
L1?10lgI1?100(dB)I0I2?I1?109I0 10109I0I2L2?10lg?10lg?90(dB)I0I0I1?1010I0
3.设平面简谐波的波函数为y?0.04cos?(x?200t),式中x、y的单位是米,t时间单位为秒,求波函数的振幅、波长、周期和波速。
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