醫(yī)藥物理學(xué)課后習(xí)題答案

1、?醫(yī)藥物理學(xué)?課后計算題答案第一章1-8 在邊長為2.0×10-2m的立方體的兩平行外表上，各施加以9.8×102N的切向力，兩個力方向相反，使兩平行面的相對位移為1.0×10-3m，求其切變模量？解：由切應(yīng)力和切應(yīng)變的關(guān)系式可得切變模量為1-9有一根8.0m長的銅絲和一根4.0m長的鋼絲，橫截面積均為0.50cm2。將它們串聯(lián)后加500N的張力，求每根金屬絲的長度改變了多少？解：由于是串聯(lián)，銅絲和鋼絲受力均為500N，由楊氏模量可得長度的改變量，代入求得銅絲的長度改變量為鋼絲的長度改變量為1-10 試計算橫截面積為5.0cm2的股骨：1在拉力作用下骨折將發(fā)生時所

2、具有的張力。骨的抗張強度為1.2×108Pa2在4.5×104N的壓力作用下它的應(yīng)變。骨的楊氏模量為9×109Pa解：1骨的抗張強度就是骨折將發(fā)生時所受的應(yīng)力，那么所受的張力為2有可知其應(yīng)變1-11設(shè)某人下肢骨的長度約為0.60m，平均橫截面積6.0cm2，該人體重900N。問此人單腿站立時下肢骨縮短了多少。解：由題意可知骨的楊氏模量為9×109Pa，由可得長度的改變量，代入條件可得1-12 松弛的肱二頭肌伸長2.0cm時，所需要的力為10N，當(dāng)它處于攣縮狀態(tài)而主動收縮時，產(chǎn)生同樣的伸長量那么需要200N的力，假設(shè)將它看成是一條長0.20m、橫截面積為5

3、0cm2的均勻柱體，求上述兩種狀態(tài)下它的彈性模量。解：此彈性模量為楊氏模量由楊氏模量公式可得第二章2-3有人認(rèn)為，計算粘滯流體的平均流速時，從連續(xù)性方程來看，管子愈粗流速愈小，而從泊肅葉公式來看，管子愈粗流速俞大，兩者看似有矛盾。你怎樣看等？答：對于一定的管子，在流量一定的情況下，管子愈粗流速愈慢；在管子兩端壓強差一定的情況下，管子愈粗流速愈快。2-4水在粗細(xì)不均勻的水平管中作穩(wěn)定流動，截面S1處的壓強為110Pa，流速為0.2m·s-1，截面S2處的壓強為5Pa，求S2處的流速內(nèi)摩擦不計。解：由伯努利方程在水平管中的應(yīng)用 代入數(shù)據(jù) 得 2-5水在粗細(xì)不均勻的水平管中作穩(wěn)定流動，出口

4、處的截面積為管最細(xì)處的3倍，假設(shè)出口處的流速為，問最細(xì)處的壓強為多少？假設(shè)在此最細(xì)處開一小孔，水會不會流出來？解：由連續(xù)性方程，得最細(xì)處的流速根據(jù)伯努利方程在水平管中的應(yīng)用 代入數(shù)據(jù) 得 最細(xì)處壓強為，因為，所以水不會流出來。2-6在水管的某一點，水的流速為2 m·s-1，高出大氣壓的計示壓強為104Pa，設(shè)水管的另一點的高度比第一點降低了1m，如果在第二點處水管的橫截面是第一點的1/2，求第二點的計示壓強。解：由連續(xù)性方程，得第二點的流速 根據(jù)伯努利方程 有 代入數(shù)據(jù)得 2-7 一直立圓柱形容器，高，直徑為，頂部開啟，底部有一面積為的小孔。假設(shè)水以每秒的流量自上面放入容器中，求容器

5、內(nèi)水可升的最大高度。解：1設(shè)容器內(nèi)水面可上升的高度為，此時放入容器的水流量和從小孔流出的水流量相等，由連續(xù)性方程有得 因為，所以可將容器中水面處流速近似為零，水面處和出水處壓強均為大氣壓強。運用伯努利方程有得 2-8 一硬斑局部阻塞半徑為的小動脈，阻塞后小動脈的有效半徑為，血流的平均速度為，求：1未變窄處的血流平均速度；2阻塞處會不會發(fā)生湍流；3阻塞處的動壓強血液密度為，粘滯系數(shù)解：1由連續(xù)性方程得2 不會發(fā)生湍流32-9 設(shè)某人的心輸出量為，體循環(huán)的總壓強差為，此人體循環(huán)的總流阻是多少？ 解：因為 所以 2-10 設(shè)橄欖油的粘滯系數(shù)為1.8P，流過長度為0.5m，半徑為1.0cm 的管子，管

6、兩端的壓強差為2×104，求其體積流量。解：根據(jù)泊肅葉公式得體積流量2-11 設(shè)排尿時尿從計示壓強為的膀胱經(jīng)過尿道后由尿道口排出，尿道長為，流量為，尿的粘滯系數(shù)為，求尿道的有效直徑。解：根據(jù)泊肅葉公式 得2-12 設(shè)血液的粘度為同溫度下水的5 倍37，如以72cm·s -1 的平均流速通過主動脈，試用雷諾數(shù)為1000來計算產(chǎn)生湍流時的半徑。設(shè)37水的粘度為6.9×10-4Pa·s，密度為1050kg·m3。解：由于血液的粘度是水的粘度的5倍，可知血液的粘度為由雷諾數(shù)可得2-13直徑為0.01mm的水滴在速度為2cm/s的上升氣流中，是否可向地面

7、落下設(shè)空氣的粘度為1.8×10-5Pa·s解：水滴的收尾速度為此水滴的下降收尾速度小于上升氣流的速度，那么會隨著氣流上升，不向地面落下。2-14 液體中一空氣泡，直徑為1mm，液體的粘度為0.15Pa·s，密度為9000kg·m -3，求：1空氣泡在此液體中上升時的收尾速度為多少?2如果這個空氣泡在水中上升，其收尾速度又是多少？解：1氣泡在液體中的收尾速度為，代入條件可得空氣泡在此液體中收尾速度為即氣泡運動是上升。2如其氣泡在水中運動，那么即氣泡運動是上升。第三章3-4 試指出以下各式所表示的物理意義 1； 2 3 4；5 6 解：()在平衡態(tài)下，分子熱

8、運動能量平均地分配在分子每一個自由度上的能量均為()在平衡態(tài)下，分子平均平動動能均為.()在平衡態(tài)下，自由度為的分子平均總能量均為.()由質(zhì)量為，摩爾質(zhì)量為，自由度為的分子組成的系統(tǒng)的內(nèi)能為.(5摩爾自由度為的分子組成的系統(tǒng)內(nèi)能為.61摩爾單原子分子組成的系統(tǒng)內(nèi)能為.3-5 假設(shè)室內(nèi)因生起爐子后，溫度從15oC升高到27oC，而室內(nèi)氣壓不變，問此時室內(nèi)的氣體減少了百分之幾？解：由理想氣體物態(tài)方程，室內(nèi)氣壓P不變，為定值那么有，即體積變大，那么變大的體積占原來的體積比為這一局部氣體就是室內(nèi)減少的那局部氣體，即室內(nèi)的氣體減少了4.2%。3-6 湖面下50m深處，溫度為，有一體積為的氣泡，假設(shè)湖面的

9、溫度為，求此氣泡升到湖面時的體積。解：在湖底 在湖面 由得 3-7 一容器內(nèi)儲有氣體，壓強為1.33Pa，溫度為300K，問單位容積內(nèi)有多少分子？這些分子的總平動動能是多少？解：由可得，T=300K，P=1.33Pa代入可得個/m3這些分子的總平動動能為3-8 2g氫氣裝再20L的容器內(nèi)，當(dāng)容器內(nèi)的壓強為4.0×104pa時，氫氣分子的平均平動動能是多少？解：容器中共有2g氫氣，那么氫氣的摩爾數(shù)為，即容器中的總分子數(shù)為個從而可知分子數(shù)密度為個/m3由壓強公式可知氫氣分子的平均平動動能為3-9 毛細(xì)管的半徑為m，將它插入試管中的血液中。如果接觸角為零，求血液在管中上升的高度。血液的密度

10、，外表張力系數(shù)解：血液在毛細(xì)管中發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象，血液上升，上升高度為3-10 求半徑為mm的許多小水滴融合成一個半徑為2mm的大水滴時釋放的能量。解：水的外表張力系數(shù)設(shè)共有n個小水滴融合成個大水滴，那么有，個那么釋放的能量為3-11 設(shè)液體中的壓強為，外表張力系數(shù)，問在液體中生成的半徑為m的氣泡中壓強是多大？解：泡內(nèi)外有壓強差那么氣泡內(nèi)的壓強為3-12 外表張力系數(shù)為7.27×10-2N/m的水1=999Kg/m3，在毛細(xì)管中上升2.5cm，丙酮(2=792Kg/m3)在同樣的毛細(xì)管中上升1.4cm，假設(shè)兩者都完全潤濕毛細(xì)管，求丙酮的外表張力系數(shù)是多大？解：兩者在毛細(xì)管中都發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象，上升高度由于兩者都完全潤濕毛細(xì)管，接觸角都為零，水的上升高度 丙酮的上升高度通過上上式可得代入各條件3-13 一U形玻璃管的兩豎直管的直徑分別為1mm和3mm。試求兩管內(nèi)水面的高度差。水的外表張力系數(shù)為 解：3-14 試求把一個外表張力系數(shù)為