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1、医医药药物物理理学学课课后后习习题题答答案案精精选选文文档档 TTMS system office room【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-医药物理学课后计算题答案医药物理学课后计算题答案第一章第一章1-8 在边长为 2.010-2m 的立方体的两平行表面上，各施加以 9.8102N的切向力，两个力方向相反，使两平行面的相对位移为 1.010-3m，求其切变模量？解：由切应力F和切应变x的关系式G 可得切变模量为Sd1-9有一根 8.0m 长的铜丝和一根 4.0m 长的钢丝，横截面积均为 0.50cm2。将它们串联后加 500N的张力，求每根金属丝的长度改变了多少？解：由于是串
2、联，铜丝和钢丝受力均为 500N，由杨氏模量E F/SFl0可得l/l0Sl长度的改变量l Fl0，代入求得SE铜丝的长度改变量为l铜=钢丝的长度改变量为l钢=Fl05008=10-4m=0.727mm-411=7.27SE0.5101.110Fl05004=10-4m=0.2mm-411=2SE0.5102101-10 试计算横截面积为 5.0cm2的股骨：（1）在拉力作用下骨折将发生时所具有的张力。（骨的抗张强度为 1.2108Pa）（2）在 4.5104N的压力作用下它的应变。（骨的杨氏模量为 9109Pa）解：（1）骨的抗张强度就是骨折将发生时所受的应力=F，则所受的张力为SF/SF4
3、.5104（2）有E=可知其应变=0.01-49EESE5109101-11设某人下肢骨的长度约为 0.60m，平均横截面积 6.0cm2，该人体重 900N。问此人单腿站立时下肢骨缩短了多少。解：由题意可知骨的杨氏模量为 9109Pa，由E F/SFl0可得长度的改变量l/l0Sll Fl0，代入已知条件可得SE1-12 松弛的肱二头肌伸长 2.0cm时，所需要的力为 10N，当它处于挛缩状态而主动收缩时，产生同样的伸长量则需要 200N的力，若将它看成是一条长 0.20m、横截面积为 50cm2的均匀柱体，求上述两种状态下它的弹性模量。解：此弹性模量为杨氏模量由杨氏模量公式E F/SFl0
4、可得l/l0Sl第二章第二章2-3有人认为，计算粘滞流体的平均流速时，从连续性方程来看，管子愈粗流速愈小，而从泊肃叶公式来看，管子愈粗流速俞大，两者看似有矛盾。你怎样看等？答：对于一定的管子，在流量一定的情况下，管子愈粗流速愈慢；在管子两端压强差一定的情况下，管子愈粗流速愈快。2-4水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知截面 S1处的压强为 110Pa，流速为 0.2ms-1，截面 S2处的压强为 5Pa，求 S2处的流速（内摩擦不计）。解：由伯努利方程在水平管中的应用P11v12 P21v222211代入数据1101030.22 5103v22221得v2 0.5(ms)2-5水在粗细不均
5、匀的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管最细处的 3 倍，若出口处的流速为2ms1，问最细处的压强为多少若在此最细处开一小孔，水会不会流出来1解：由连续性方程S1v1 S2v2，得最细处的流速v2 6(ms)根据伯努利方程在水平管中的应用11代入数据1.0110510322 P21036622得P2 8.5104Pa 85 KPa最细处压强为85 KPa，因为P2 P0，所以水不会流出来。2-6在水管的某一点，水的流速为 2 ms-1，高出大气压的计示压强为 104Pa，设水管的另一点的高度比第一点降低了 1m，如果在第二点处水管的横截面是第一点的 1/2，求第二点的计示压强。1解：由连续性
6、方程S1v1 S2v2，得第二点的流速v2 4(ms)根据伯努利方程P1gh111v12 P2gh2v22有222代入数据得P2 P01041039.811103(2242)1.38104(Pa)2-7 一直立圆柱形容器，高0.2m，直径为0.1m，顶部开启，底部有一面积为104m2的小孔。若水以每秒1.4104m3s1的流量自上面放入容器中，求容器内水可升的最大高度。解：（1）设容器内水面可上升的高度为H，此时放入容器的水流量和从小孔流出的水流量相等，由连续性方程有Q1.41041得v21.4 ms4S210因为S1 S2，所以可将容器中水面处流速v1近似为零，水面处和出水处压强均为大气压强
7、。运用伯努利方程有v21.42得H 0.1 m2g29.82-8 一硬斑部分阻塞半径为3mm的小动脉，阻塞后小动脉的有效半径为2mm，血流的平均速度为50cms1，求：（1）未变窄处的血流平均速度；（2）阻塞处会不会发生2湍流；（3）阻塞处的动压强（血液密度为1.05103kg m3，粘滞系数 3103Pas）解：（1）由连续性方程S1v1 S2v2得vr1.051030.52103 350 1000不会发生湍流（2）Re3310（3）P动11v221.051030.52131.25 Pa222-9 设某人的心输出量为8.3105m3s1，体循环的总压强差为12.0kPa，此人体循环的总流阻是
8、多少解：因为Q PRP12.01031.45108N sm5所以R 5Q8.3102-10 设橄榄油的粘滞系数为1.8P，流过长度为0.5m，半径为1.0cm 的管子，管两端的压强差为2104，求其体积流量。R4P解：根据泊肃叶公式Q 得体积流量8l2-11 设排尿时尿从计示压强为40mmHg的膀胱经过尿道后由尿道口排出，已知尿道长为4cm，流量为21cm3s1，尿的粘滞系数为6.9104Pas，求尿道的有效直径。R4P解：根据泊肃叶公式Q 得8l2-12 设血液的粘度为同温度下水的 5 倍（37），如以 72cms-1 的平均流速通过主动脉，试用雷诺数为 1000 来计算产生湍流时的半径。设
9、 37水的粘度为 6.910-4Pas，密度为 1050kgm3）。解：由于血液的粘度是水的粘度的 5倍，可知血液的粘度为由雷诺数Revr可得2-13直径为 0.01mm 的水滴在速度为 2cm/s 的上升气流中，是否可向地面落下（设空气的粘度为 1.810-5Pas）解：水滴的收尾速度为222(5106)2v R()g(1000 1)9.8 3.1103m/s 0.31cm/s2cm/s此水5991.810滴的下降收尾速度小于上升气流的速度，则会随着气流上升，不向地面落下。2-14 液体中一空气泡，直径为1mm，液体的粘度为0.15Pas，密度为9000kgm-3，求：（1）空气泡在此液体中
10、上升时的收尾速度为多少?（2）如果这个空气泡在水中上升，其收尾速度又是多少？解：（1）气泡在液体中的收尾速度为v 此液体中收尾速度为即气泡运动是上升。（2）如其气泡在水中运动，则即气泡运动是上升。22R()g，代入已知条件可得空气泡在9第三章第三章3-4 试指出下列各式所表示的物理意义13i3imi（1）kT；（2）kT（3）kT（4）RT；（5）RT（6）RT2M22222解：(1)在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为1kT2(2)在平衡态下，分子平均平动动能均为kT.(3)在平衡态下，自由度为i的分子平均总能量均为kT.(4)由质量为m，摩尔质量为M，自由度为
11、i的分子组成的系统的内能为(5）1摩尔自由度为i的分子组成的系统内能为RT.（6）1 摩尔单原子分子组成的系统内能为RT.3-5 若室内因生起炉子后，温度从 15oC 升高到 27oC，而室内气压不变，问此时室内的气体减少了百分之几？解：由理想气体物态方程PV V1T127315288则有V2T2273 2730032i232i2m iRT.M 2mRT，室内气压 P 不变，为定值MV2300V1，即体积变大，则变大的体积占原来的体积比为288这一部分气体就是室内减少的那部分气体，即室内的气体减少了 4.2%。3-6 湖面下 50m 深处，温度为40C，有一体积为10cm3的气泡，若湖面的温度
12、为170C，求此气泡升到湖面时的体积。535解：在湖底P1 P0gh 1.01310 10 9.850 5.91310(Pa)5在湖面P2 P01.01310(Pa)T2 27317 290K由P1V1P2V2得T1T23-7 一容器内储有气体，压强为 1.33Pa，温度为 300K，问单位容积内有多少分子这些分子的总平动动能是多少解：由P nkT可得n PkTk 1.381023J K1，T=300K，P=1.33Pa代入可得n P1.3320 3.2110个/m323kT1.3810300这些分子的总平动动能为3-8 2g氢气装再 20L 的容器内，当容器内的压强为 4.0104pa时，氢
13、气分子的平均平动动能是多少？解：容器中共有 2g氢气，则氢气的摩尔数为N NA 6.0221023个m21mol，即容器中的总分子数为M2N6.022102325 3.0110从而可知分子数密度为n 个/m33V2010由压强公式P 2nek可知3氢气分子的平均平动动能为3-9 毛细管的半径为2.0104m，将它插入试管中的血液中。如果接触角为零，求血液在管中上升的高度。（血液的密度1050Kg/m3，表面张力系数 5.8102N/m）解：血液在毛细管中发生毛细现象，血液上升，上升高度为3-10 求半径为2.0103mm 的许多小水滴融合成一个半径为 2mm 的大水滴时释放的能量。解：水的表面
14、张力系数73103N m144设共有 n个小水滴融合成个大水滴，则有(2103)3n 23，n 109个33则释放的能量为3-11 设液体中的压强为P 1.1105Pa，表面张力系数 6.0102N/m，问在液体中生成的半径为r 5.0107m 的气泡中压强是多大？解：泡内外有压强差P外内 P4r446.0102551.110 5.910 Pa则气泡内的压强为P外内 P7r5.0103-12 表面张力系数为 7.2710-2N/m 的水（1=999Kg/m3），在毛细管中上升 2.5cm，丙酮(2=792Kg/m3)在同样的毛细管中上升 1.4cm，假设两者都完全润湿毛细管，求丙酮的表面张力系
15、数是多大？解：两者在毛细管中都发生毛细现象，上升高度h 2cosgr由于两者都完全润湿毛细管，接触角都为零，cos1水的上升高度h12221丙酮的上升高度h21gr2gr2.5h1217927.27102通过上上式可得代入各已知条件h2121.499923-13 一 U形玻璃管的两竖直管的直径分别为 1mm 和 3mm。试求两管内水面的高度差。（水的表面张力系数为7.0102N m1）解：P0gh P1 P0 P23-14 试求把一个表面张力系数为 的肥皂泡，由半径为 r 吹成半径为 2r 的过程所做的功。解：根据功能原理，吹肥皂泡所做的功，应等于吹此肥皂泡前后的表面能的变化3-15 吹一个直径为 10cm 的肥皂泡，设肥皂液的表面张力系数 40103N m1。求吹此肥皂泡所做的功，以及泡内外的压强差。解：根据功能原理，吹肥皂泡所做的功，应等于吹此肥皂泡前后的表面能的变化。泡内外的压强差