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第3章 刚体和流体
一、选择题
1. 飞轮绕定轴作匀速转动时, 飞轮边缘上任一点的
[ ] (A) 切向加速度为零, 法向加速度不为零
(B) 切向加速度不为零, 法向加速度为零
(C) 切向加速度和法向加速度均为零
(D) 切向加速度和法向加速度均不为零
T3-1-2图
2. 刚体绕一定轴作匀变速转动时, 刚体上距转轴为r的任一点的
[ ] (A) 切向加速度和法向加速度均不随时间变化
(B) 切向加速度和法向加速度均随时间变化
(C) 切向加速度恒定, 法向加速度随时间变化
(D) 切向加速度随时间变化, 法向加速度恒定
3. 一飞轮从静止开始作匀加速转动时, 飞轮边缘上一点的法向加速度和切向加速度的值怎样?
[ ] (A) 不变, 为0 (B) 不变, 不变
(C) 增大, 为0 (D) 增大, 不变
4. 当飞轮作加速转动时, 飞轮上到轮心距离不等的二点的切向加速度和法向加速度是否相同?
[ ] (A) 相同, 相同 (B) 相同, 不同
(C) 不同, 相同 (D) 不同, 不同
5. 刚体的转动惯量只决定于
[ ] (A) 刚体的质量 (B) 刚体的质量的空间分布
(C) 刚体的质量对给定转轴的空间分布 (D) 转轴的位置
6. 关于刚体的转动惯量J, 下列说法中正确的是
[ ] (A) 轮子静止时其转动惯量为零 (B) 若mA>mB, 则J A>J B
(C) 只要m不变, 则J一定不变 (D) 以上说法都不正确
7. 下列各因素中, 不影响刚体转动惯量的是
[ ] (A) 外力矩 (B) 刚体的质量
(C) 刚体的质量分布 (D) 转轴的位置
8. 关于刚体的转动惯量, 以下说法中错误的是
[ ] (A) 转动惯量是刚体转动惯性大小的量度
(B) 转动惯量是刚体的固有属性, 具有不变的量值
(C) 转动惯量是标量, 对于给定的转轴, 刚体顺时针转动和反时针转动时, 其转动惯量的数值相同
(D) 转动惯量是相对量, 随转轴的选取不同而不同
9. 两个质量分布均匀的圆盘A和B的密度分别为 r A和 r B, 如果有 r A >r B, 但两圆盘的总质量和厚度相同.设两圆盘对通过盘心垂直于盘面的轴的转动惯量分别为JA和JB, 则有:
[ ] (A) JA>JB (B) JA<JB
(C) JA=JB (D) 不能确定JA、JB哪个大
10. 两个半径相同、质量相等的细圆环A和B,A环的质量均匀分布,B环的质量分布不均匀, 它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为JA和JB, 则有:
[ ] (A) JA>JB (B) JA<JB
(C) JA=JB (D) 不能确定JA、JB哪个大
T3-1-11图
11. 一均匀圆环质量为M, 内半径为R1, 外半径为R2, 圆环绕过中心且垂直于圆环面的转轴的转动惯量是
[ ] (A) (B)
(C) (D)
T3-1-12图
12. 一正方形均匀薄板, 已知它对通过中心并与板面垂直的轴的转动惯量为J.如果以其一条对角线为轴, 它的转动惯量为
[ ] (A) (B)
(C) J (D) 不能确定
13. 地球的质量为m, 太阳的质量为M, 地心与太阳中心的距离为R, 引力常数为G, 地球绕太阳转动的轨道角动量的大小为
[ ] (A) (B) (C) (D)
14. 冰上芭蕾舞运动员以一只脚为轴旋转时将两臂收拢, 则
[ ] (A) 转动惯量减小 (B) 转动动能不变
(C) 转动角速度减小 (D) 角动量增大
15. 一滑冰者, 开始自转时其角速度为, 转动惯量为当他将手臂收回时, 其转动惯量减少为, 则它的角速度将变为
[ ] (A) (B) (C) (D)
T3-1-16图
16. 绳的一端系一质量为m的小球, 在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动. 若从桌面中心孔向下拉绳子, 则小球的
[ ] (A) 角动量不变 (B) 角动量增加
(C) 动量不变 (D) 动量减少
17. 刚体角动量守恒的充分而必要的条件是
[ ] (A) 刚体不受外力矩作用 (B) 刚体所受的合外力和合外力矩均为零
(C) 刚体所受合外力矩为零 (D) 刚体的转动惯量和角速度均保持不变
18. 绕定轴转动的刚体转动时, 如果它的角速度很大, 则
[ ] (A) 作用在刚体上的力一定很大 (B) 作用在刚体上的外力矩一定很大
(C) 作用在刚体上的力和力矩都很大 (D) 难以判断外力和力矩的大小
19. 一个可绕定轴转动的刚体, 若受到两个大小相等、方向相反但不在一条直线上的恒力作用, 而且力所在的平面不与转轴平行, 刚体将怎样运动?
[ ] (A) 静止 (B) 匀速转动
(C) 匀加速转动 (D) 变加速转动
20. 几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上.如果这几个力的矢量和为零, 则物体
[ ] (A) 必然不会转动 (B) 转速必然不变
(C) 转速必然改变 (D) 转速可能不变, 也可能变
21. 两个质量相同、飞行速度相同的球A和B, 其中A球无转动, B球转动, 假设要把它们接住,所作的功分别为A1和A2, 则 :
[ ] (A) A1>A2 (B) A1<A2
(C) A1 = A2 (D) 无法判定
T3-1-22图
22. 一个半径为R的水平圆盘恒以角速度作匀速转动. 一质量为m的人要从圆盘边缘走到圆盘中心, 圆盘对他所作的功为
[ ] (A) (B)
(C) (D)
23. 在外力矩为零的情况下, 将一个绕定轴转动的物体的转动惯量减小一半, 则物体的
[ ] (A) 角速度将增加三倍 (B) 角速度不变, 转动动能增大二倍
(C) 转动动能增大一倍 (D) 转动动能不变, 角速度增大二倍
24. 银河系中一均匀球体天体, 其半径为R, 绕其对称轴自转的周期为T.由于引力凝聚作用, 其体积在不断收缩. 则一万年以后应有:
[ ] (A) 自转周期变小, 动能也变小 (B) 自转周期变小, 动能增大
(C) 自转周期变大, 动能增大 (D) 自转周期变大, 动能减小
25. 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动. 卫星轨道近地点和远地点分别为A和B, 用L和Ek分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值, 则应有
[ ] (A) (B)
(C) (D)
26. 一运动小球与另一质量相等的静止小球发生对心弹性碰撞, 则碰撞后两球运动方向间的夹角
[ ] (A) 小于90° (B) 等于90°
(C) 大于90° (D) 条件不足无法判定
27. 一质量为M的木块静止在光滑水平面上, 质量为M的子弹射入木块后又穿出来.子弹在射入和穿出的过程中,
[ ]
T3-1-27图
(A) 子弹的动量守恒
(B) 子弹和木块系统的动量守恒, 机械能不守恒
(C) 子弹的角动量守恒
(D) 子弹的机械能守恒
28.
T3-1-28图
一子弹以水平速度v射入一静止于光滑水平面上的木块后随木块一起运动. 对于这一过程的分析是
[ ] (A) 子弹的动能守恒
(B) 子弹、木块系统的机械能守恒
(C) 子弹、木块系统水平方向的动量守恒
(D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加
T3-1-29图
29. 一块长方形板可以其一个边为轴自由转动,最初板自由下垂.现有一小团粘土垂直于板面撞击板, 并粘在板上. 对粘土和板系统, 如果不计空气阻力, 在碰撞过程中守恒的量是
[ ] (A) 动能 (B) 绕长方形板转轴的角动量
(C) 机械能 (D) 动量
30. 在下列四个实例中, 物体机械能不守恒的实例是
[ ] (A) 质点作圆锥摆运动
(B) 物体在光滑斜面上自由滑下
(C) 抛出的铁饼作斜抛运动(不计空气阻力)
(D) 物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速运动
31. 在系统不受外力作用的非弹性碰撞过程中
[ ] (A) 动能和动量都守恒 (B) 动能和动量都不守恒
(C) 动能不守恒, 动量守恒 (D) 动能守恒, 动量不守恒
32. 下面说法中正确的是
[ ] (A) 物体的动量不变, 动能也不变
(B) 物体的动量不变, 角动量也不变
(C) 物体的动量变化, 角动量也一定变化
(D) 物体的动能变化, 动量却不一定变化
33. 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动. 若忽略空气阻力和其他星球的作用, 在卫星的运行过程中
[ ] (A) 卫星的动量守恒, 动能守恒
(B) 卫星的动能守恒, 但动量不守恒
(C) 卫星的动能不守恒, 但卫星对地心的角动量守恒
(D) 卫星的动量守恒, 但动能不守恒
34. 人站在摩擦可忽略不计的转动平台上, 双臂水平地举起二哑铃, 当人在把此二哑铃水平地收缩到胸前的过程中, 人与哑铃组成的系统有
[ ] (A) 机械能守恒, 角动量守恒 (B) 机械能守恒, 角动量不守恒
(C) 机械能不守恒, 角动量守恒 (D) 机械能不守恒, 角动量不守恒
35. 一人手拿两个哑铃, 两臂平伸并绕右足尖旋转, 转动惯量, 角速度为. 若此人突然将两臂收回, 转动惯量变为.如忽略摩擦力, 则此人收臂后的动能与收臂前的动能之比为
[ ] (A) 1 : 9 (B) 1 : 3 (C) 9 : 1 (D) 3 : 1
36. 将唱片放在绕定轴转的电唱机转盘上时, 若忽略转轴摩擦, 则以唱片和转盘为体系的
[ ] (A) 总动能守恒 (B) 总动能和角动量都守恒
(C) 角动量守恒 (D) 总动能和角动量都不守恒
T3-1-37图
37. 均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如T3-1-37图所示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述说法哪一种是正确的?
[ ] (A) 角速度从小到大,角加速度从大到小
(B) 角速度从小到大,角加速度从小到大
(C) 角速度从大到小,角加速度从大到小
(D) 角速度从大到小,角加速度从小到大
38. 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:
(1) 这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;
(2) 这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩可能是零;
(3) 当这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定是零;
(4) 当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定是零.
在上述说法中:
[ ] (A) 只有(1)是正确的 (B) (1)、(2)正确,(3)、(4)错误
(C) (1)、(2)、(3)都正确,(4)错误 (D) (1)、(2)、(3)、(4)都正确
T3-1-39图
39. 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动,如图射来两个质量相同、速度大小相同,方向相反并在一条直线上的子弹,子弹射入圆盘并且留在盘内,则子弹射入后的瞬间,圆盘的角速度
[ ] (A) 增大 (B) 不变
(C) 减小 (D) 不能确定
40. 光滑的水平面上有长为2l、质量为m的匀质细杆,可绕过其中点O且垂直于桌面的竖直固定轴自由转动,转动惯量为.起初杆静止.有一质量为m的小球沿桌面正对着杆的一端,在垂直于杆长的方向上,以速率v运动,如右图所示.当小球与杆端发生碰撞后,就与杆粘在一起随杆转动,则这一系统碰撞后的转动角速度是
T3-1-40图
[ ] (A) (B)
(C) (D)
T3-2-1图
二、填空题
1. 半径为r的圆环平放在光滑水平面上, 环上有一甲虫, 环和甲虫的质量相等, 并且原先都是静止的. 以后甲虫相对于圆环以等速率爬行, 当甲虫沿圆环爬完一周时, 圆环绕其中心转过的角度是 .
T3-2-2图
2. 一质量为60 kg的人站在一质量为60 kg、半径为1米的均匀圆盘的边缘, 圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地转动.系统原来是静止的,后来人沿圆盘边缘走动, 当他相对于圆盘的走动速度为2m.s-1时, 圆盘的角速度大小为 .
T3-2-5图
T3-2-4图
T3-2-3图
3. 一匀质杆质量为m、长为l, 通过一端并与杆成 q 角的轴的转动惯量为 .
4. 两个完全一样的飞轮, 当用98N的拉力作用时,产生角加速度; 当挂一重98N的重物时, 产生角加速度.则和的关系为 .
5. 两人各持一均匀直棒的一端, 棒重W, 一人突然放手, 在此瞬间, 另一人感到手上承受的力变为 .
6. 一力N, 其作用点的矢径为m, 则该力对坐标原点的力矩为 .
7. 一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动,该曲线在直角坐标系下的定义式为,其中皆为常数.则此质点所受的对原点的力矩= ;该质点对原点的角动量= .
8. 一转动惯量为的圆盘绕一固定轴转动, 起初角速度为, 设它所受阻力矩与转动角速度成正比 (k为正常数). 则在它的角速度从变为过程中阻力矩所作的功为 .
9. 质量为32 kg、半径为0.25 m的均质飞轮, 其外观为圆盘形状.当飞轮作角速度为12 rad.s-1的匀速率转动时, 它的转动动能为 .
T3-2-9图
10. 一长为l、质量可以忽略的直杆,两端分别固定有质量为2m和m的小球,杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动.开始杆与水平方向成某一角度,处于静止状态,如T3-2-9图所示.释放后,杆绕O轴转动,则当杆转到水平位置时,该系统所受的合外力矩的大小M = ,此时该系统角加速度的大小= .
T3-2-12图
T3-2-11图
11. 在一水平放置的质量为m、长度为l的均匀细杆上,套着一个质量也为m的套管(可看作质点),套管用细线拉住,它到竖直的光滑固定轴OO′的距离为,杆和套管所组成的系统以角速度绕OO′轴转动,如图所示.若在转动过程中细线被拉断,套管将沿着杆滑动.在套管滑动过程中,该系统转动的角速度与套管轴的距离x的函数关系为 .(已知杆本身对OO′轴的转动惯量为)
12. 长为l、质量为M的匀质杆可绕通过杆一端O的水平光滑固定轴转动,转动惯量为,开始时杆竖直下垂,如右图所示.现有一质量为m的子弹以水平速度射入杆上A点,并嵌在杆中,
OA=2l / 3,则子弹射入后瞬间的角速度 .
13. 一水平的匀质圆盘,可绕通过盘心的铅直光滑固定轴自由转动.圆盘质量为M,半径为R,对轴的转动惯量.当圆盘以角速度转动时,有一质量为m的子弹沿盘的直径方向射入圆盘,且嵌在盘的边缘上,子弹射入后,圆盘的
角速度为 .
14. 一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量J = 2.0 kg×m2,正以角速度0匀速转动.现对轮子加一恒定的力矩M=-7.0N×m,经过8秒,轮子的角速度为 -0,则0= .
15. 一质量m = 2200kg的汽车以的速度沿一平直公路开行.汽车对公路一侧距公路d = 50m的一点的角动量是 ;对公路上任一点的角动量大小为 .
A3-2-16图
H
H
O
16. 水分子的形状如T3-2-16图所示.从光谱分析得知水分子对AA¢ 轴的转动惯量是,对BB′轴的转动惯量是.假设各原子都可当质点处理, 由此数据和各原子的质量可得出氢和氧原子间的距离d= ,夹角= .
17. 一个唱片转盘在电动机断电后的30s内由减慢到停止,它的角加速度是 ;它在这段时间内一共转了 圈.
18. 哈雷慧星绕太阳运动的轨道是一个椭圆.它离太阳最近的距离是,此时它的速率是.它离太阳最远时的速率是,这时它离太阳的距离 .
T3-2-19图
19. 一质量为M、半径为R、并以角速度旋转着的飞轮,某瞬时有一质量为m的碎片从飞轮飞出.假设碎片脱离圆盘时的瞬时速度方向正好竖直向上,如T3-2-18图所示,则余下圆盘的角速度为 ,角动量为 .
20. 可视作理想流体的水以5.0m×s-1的速率在横截面积为4.0cm2的管道内流动.当管道横截面积增加到8.0cm2时,管道位置下降了10m.则低处管道内水的流速为 .若高处管道内的压强为1.50´105Pa,则低处管道内的压强为 .
21. 有一水桶,桶内水深为0.5m,桶底有一面积为4.0cm2的小孔,桶的横截面积比小孔大得多.现将水桶架高,则水的流量为 ,在水的下方 m处,水流的横截面积变为孔面积的一半.
22. 往一横截面远大于泄水小孔的容器内匀速地注水,注入流量为150.0cm3×s-1.容器底部泄水小孔的面积为5.0cm2.当容器内注入水的深度为 时,达到注入量等于泄出量的稳定状态.
23. 一圆形水桶,高度为0.7m,底面积60 cm2,桶中装满了水.现打开桶底部面积为1.0cm2的泄水小孔,使桶中的水流出.桶中水全部流尽需要的时间为 .
24. 将一半径为1mm的钢球放入盛有甘油的容器中.当钢球的加速度是重力加速度的一半时,对应的速度大小是 ;钢球的收尾速度大小是 .(已知钢的密度为8.5´104kg×m-3,甘油密度是1.32´103kg×m-3,甘油的黏滞系数为0.83Pa×s)
三、计算题
T3-3-1图
1. 物体A和B叠放在水平面上,由跨过定滑轮的不可伸长的轻质细绳相互连接,如图所示.今用大小为F的水平力拉A.设A、B和滑轮质量都为m,滑轮的半径为R,对轴的转动惯量,AB之间、A与桌面之间、滑轮与轴之间均无摩擦,绳与滑轮之间无相对滑动,且绳子不可伸长.已知F=10N,m=8.0 kg,R=0.050m,求:
(1) 滑轮的角加速度;
(2) 物体A与滑轮之间的绳中的张力;
(3) 物体B与滑轮之间的绳中的张力.
2. 一轻绳绕过一定滑轮,滑轮轴光滑,滑轮的质量为,均匀分布在其边缘上.绳子的A端有一质量为M的人抓住了绳端,而在绳的另一端B系了一质量为的重物,如图.设人从静止开始以相对绳匀速向上爬时,绳与滑轮间无相对滑动,求B端重物上升的加速度.(已知滑轮对过滑轮中心且垂直于轮面转动的轴的转动惯量)
T3-3-3图
T3-3-2图
A3-3-5图
3. 质量分别为m和2 m、半径分别为r和2 r的两个均匀圆盘,同轴地粘在一起,可以绕通过盘心且垂直于盘面的水平光滑固定轴转动,对转轴的转动惯量为,大小圆盘边缘都绕有绳子,绳子下端都挂一质量为m的重物,如T3-3-3图所示.求盘的角加速度的大小.
4.两长度均为L、质量分别为和的均匀细杆,首尾相连地连成一根长直细杆(其各自的质量保持分布不变).试计算该长直细杆对垂直于长直细杆端点(在上)的轴(垂直板面)的转动惯量.
5. 一长度为L、质量为m的匀质细杆与半径为R、质量为M的匀质圆盘连成一个刚体(见T3-3-5图).试计算该刚体对垂直于板面的O轴的转动惯量.
T3-3-6图
6. 一根质量为m、长度为l的均匀细棒AB和一质量为m的小球牢固连结在一起,细棒可绕通过其A端的水平轴在竖直平面内自由摆动,现将棒由水平位置静止释放,求:
(1) 刚体绕A端的水平轴的转动惯量,
(2) 当下摆至角时,刚体的角速度.
T3-3-7图
7. 一轻绳绕过一质量可以不计且轴光滑的滑轮,质量皆为m的甲、乙二人分别抓住绳的两端从同一高度静止开始加速上爬,如T3-3-7图所示.
(1) 二人是否同时达到顶点? 以甲、乙二人为系统,在运动中系统的动量是否守恒? 机械能是否守恒? 系统对滑轮轴的角动量是否守恒?
(2) 当甲相对绳的运动速度u是乙相对绳的速度2倍时,甲、乙二人的速度各是多少?
T3-3-8图
8. 地球的自转轴与它绕太阳的轨道平面的垂线间的夹角是23.5º(T3-3-8图).由于太阳和月亮对地球的引力产生力矩,地球的自转轴绕轨道平面的垂线旋进,旋进一周需时间约26000a.已知地球绕自转轴的转动惯量为.求地球自旋角动量矢量变化率的大小,即,并求太阳和月亮对地球的合力矩.(注:a为年,1a = 3.1536 ´ 107s)
T3-3-9图
9. 如T3-3-9图所示,转轴平行的两飞轮I和II,半径分别为、.对各自转轴的转动惯量分别为、.最初I轮转动的角速度为,II轮不转动.现移动II轮使两轮缘互相接触.两轴仍保持平行,由于摩擦,两轮的转速会变化.问转动稳定后,两轮的角速度各为多少?
10. 地球对自转轴的转动惯量是,其中M是地球的质量(),R是地球的半径(6370 km).求地球的自转动能.
由于潮汐对海岸的摩擦作用,地球自转的速度逐渐减小,每百万年自转周期增加16s.这样,地球自转动能的减小相当于摩擦消耗多大的功率? 潮汐对地球的平均力矩多大?
T3-3-11图
11. 一匀质细棒长为2L,质量为m,以与棒长方向相垂直的速度在光滑水平面内平动时,与前方一固定的光滑支点O发生完全非弹性碰撞.碰撞点位于棒中心的一方处,如T3-3-11图所示.求棒在碰撞后的瞬时绕点O转动的角速度.(细棒绕通过其端点且与其垂直的轴转动时的转动惯量为,式中的m和l分别为棒的质量和长度.)
12. 蟹状星云中心是一颗脉冲星(代号PSR0531+21),它以十分确定的周期(0.033s)向地球发射电磁波脉冲.这种脉冲星实际上是转动着的中子星,由中子密集而成,脉冲周期就是它的转动周期.实测还发现,上述中子星的周期以的速率增大.
(1) 求此中子星的自转角加速度.
(2) 设此中子星的质量为(近似太阳的质量),半径为10 km,求它的转动动能以多大的速率(以J/s计)减小.(这减小的转动动能就转变为蟹状星云向外辐射的能量)
(3) 若这一能量变化率保持不变,该中子星经过多长时间将停止转动.设此中子星可作为均匀球体处理.
T3-3-13图
13. 如T3-3-13图所示,一长为l、质量为m的均匀细棒,可绕光滑轴O在竖直面内转动.棒由水平位置从静止下落,转到竖直位置时与原静止于地面上的质量也为m的小滑块碰撞,碰撞时间极短.滑块与地面的摩擦系数为m,碰后滑块移动S后停止, 棒继续沿原方向转动.求碰后棒的质心C离地面的最大高度h.
T3-3-14图
14. 如图,长为l、质量为m的均匀细杆可绕水平光滑固定轴O转动,开始时杆静止在竖直位置.另一质量也为m的小球,用长也为l的轻绳系于O轴上.现将小球在竖直平面内拉开,使轻绳与竖直方向的夹角q,然后使小球自由下摆与杆端发生弹性相碰,结果使杆的最大偏角为.求角度q.
T3-3-15图
15. 如T3-3-15图所示,两质量分别为M和m的小球位于一固定的、半径为R的水平光滑圆形沟槽内.一轻弹簧被压缩在两球间(未与球连接),用线将两球缚紧,并使之静止.
(1) 今把线烧断,两球被弹开后沿相反方向在沟槽内运动,问此后M转过多大角度就要与m相碰?
(2) 设原来储存在被压缩的弹簧中的势能为,问线断后两球经过多长时间发生碰撞?
16. 一小球质量为,在流体中自上而下运动,其初速.设流体的阻力和速度的关系为,求:小球运动速度随的变化关系.
17. 人的某一段血管内半径为4.0mm,此血管的血液流量为1.0´10-6m3×s-1,血液的黏滞系数为3.0´10-3Pa×s.求:
(1) 血液的平均流速;
(2) 长0.1m的一段血管中的压强降落;
(3) 在这段血管中维持这个流动状态所需的功率.
18. 因为在0.2MPa分压强下的氧气是有毒的,所以在一定的水深以下工作的深海潜水员,必须使用特殊的气体混合物.试问:(1) 按照空气中含氧21%体积百分比计算,在海水的什么深度下空气的分压强等于0.2MPa? (2) 在深水作业中可使用含3%氧和97%氦(体积百分比)的气体混合物,在水深200m时这种气体混合物中氧的分压强是多少? 已知海水的密度为.
19. 一个初学使用水下呼吸器的潜水者位于水面以下某处,在抛弃器罐前从器罐吸足了气体,使肺膨胀,然后游向水面。他在上升过程中没有呼气,到达水面时,他受到的外部压强与肺里的压强之差是9.3kPa。问他出发时的深度是多少? 他面对什么样的致命危险?
20. 静止正常人的主动脉横截面积约3.1cm2,通过它的血液的流速是 3.1 cm×s-1。已知典型的毛细血管横截面积为3.0´10-7cm2,流速是0.05cm×s-1。如果通过毛细血管的全部血液都必定通过主动脉,试问,一个人有多少根毛细血管?
21. 一艘长、宽、高分别为80m、10m和5m的长方形驳船,船底中央有一直径为1cm的洞。已知船上面敞开,没有放货物,船舷的初始高度在水面上3.75m处。如果不抽水,多少时间后驳船就会沉没?
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