医用物理学作业详细标准答案

1、个人收集整理-仅供参考第三章流体地运动3-5水地粗细不均匀地水平管中作稳定流动，已知在截面Si处地压强为110Pa,流速为0.2m/s,在截面S2处地压强为5Pa,求S2处地流速(内摩擦不计).解：根据液体地连续性方程，在水平管中适合地方程：1-21-2P11=P2222代入数据得：1321321101.01030.251.0103o222得2=0.5(m/s)答：S2处地流速为0.5m/s.3-6水在截面不同地水平管中作稳定流动，出口处地截面积为最细处地3倍，若出口处地流速为2m/s,问最细处地压强为多少？若在此最细处开个小孔，水会不会流出来？b5E2R解：将水视为理想液体，并作稳定流动.设

2、管地最细处地压强为P1,流速为V1,高度为h1,截面积为S1；而上述各物理量在出口处分别用P2、V2、h2和S2表示.对最细处和出口处应用柏努利方程得：p1Eart1-21f2、P11：g%=P2-:2:gh2由于在水平管中，h1=h211_9P12:1'P22:2从题知：S2=3S1根据液体地连续性方程：S1=S22二.=S22/S1=3S12/S1=32又P2=P0=1.013105PaP=P01?2-1：(32)21/13个人收集整理-仅供参考=P0-4：2_5_3一2=1.013105-410322=0.085105Pa显然最细处地压强为0.085父105Pa小于大气压，若在此

3、最细处开个小孔，水不会流出来.3-7在水管地某一点，水地流速为2cm/s,其压强高出大气压104Pa,沿水管到另一点高度比第一点降低了1m,如果在第2点处水管地横截面积是第一点处地二分之一，试求第二点处地压强高出大气压强多少？DXDiT解：已知：q=2cm/s=2x10，m/s,p1=p0+104pa,h1=1m,电/与=1/2,h2=0,P2=P。x水可看作不可压缩地流体，根据连续性方程有：s1Vl=s2V2,故v2=2V1S2又根据伯努利方程可得:1-2-P12：V1,期二P21r2r1r2故有：p010-v1:gh1=p0x34Vlx=104-3127ghi_43_3_22_3_二104

4、-1103(210)211031012=2X104pa3-8一直立圆柱形容器，高0.2m,直径0.2m,顶部开启，底部有一面积为10-4m2地小孔，水以每秒1.4X0-4m3地快慢由水管自上面放入容器中.问容器内水面可上升地高度？若达到该高度时不再放水，求容器内地水流尽需多少时间.RTCip2/13个人收集整理-仅供参考解：如图，设某一时刻容器中水平距底面为h,此时，如图作一流线经过1,2两点.由柏努利方程得：1.21.2P)+%h1+-9Vl=P2+Pgh2+Pv2由连续性原理得:22因1,2点与大气相通，故R=P2=P0又由题知，S1»S2,求V2时可认为定0,代入柏努利方程易得

5、：V2,.2gh当从上注水时，当S2V2=S242gh=Q时，水面稳定，不,一,Q2升不降.此时：h0=-Q-72gS2(1.410)229.8(104)2=0.1(m)停止注水后，水面开始下降，设下降速度为VidhV1=-dtS2_V2-S1S22ghS1dh2gh=迈出,S1两边积分得:dhtS2ho,2ghoSidtS12h0S2.g_2P/42ho3.140.12/420.1S2104'9.8-11.2(s)5M10m和5.4父10m,求水答：(略).3-10用皮托管插入流水中测水流速度，设管中地水柱高度分别为流速度.解：由皮托管原理1：v2=:?ghv=2gh=29.84.9

6、10二=0.98(m/s)3-11一条半径为3mm地小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段地有效半径为2mm,血流平均速度为50cm/s,试求：5PCzV(1)未变窄处地血流平均速度;(2)会不会发生湍流;3/13个人收集整理-仅供参考(3)狭窄处地血流动压强.解：(1)设血液在未变窄处和狭窄段地横截面积和流速分别为S1、。1和S2、U2.根据连续性方程：Si：1=S2：222二ri-1=:22代入数据：(310")21=二(210)20.5求得i=0.22(m/s)3,33(2)将P=1.05M10kg/m,"=30.父10PaS,v=0.5m/s,r=2><10/

7、m代入公vr一式Re=得：Re1.0510“0.5210二3.010=350<1000所以不会发生湍流(3)柏努利方程1-01O.P1二：12：gh1=P21:2：gh2221一一1°O狭窄处地血流动压为：一v；1.051030.52=131(Pa)22答：(1)未变窄处地血流平均速度为0.22m/s(2)不会发生湍流；(3)狭窄处地血流动压强为131Pa.jLBHr。3-1220c地水在半径为1X10-2m地水平圆管内流动，如果在管轴地流速为0.1m.s则由于粘滞性，水沿管子流动10m后，压强降落了多少？xHAQX解：由泊肃叶定理知，流体在水平圆管中流动时，流速随半径地变化关

8、系为：R2PHR-r2)R4P在管轴处，r=0,v轴=R上4LPv轴4“LR441.0107100.1(110,)2=40(Pa)个人收集整理-仅供参考3-13设某人地心输出量为0.8310-4m3/s,体循环地总压强差为12.0kPa,试求此人体循环地总流阻（即总外周阻力）是多少N-S/m5.LDAYtP解：根据泊肃叶定律：Q=-RP1.2108上R=-j=1.4410(Nsm)Q0.8310答：总流阻(即总外周阻力)是1.44x108(Nsm)3-14设橄榄油地粘滞系数为0.18Pas,流过管长为2.0104N/m2,求其体积流量.Zzz6Z。4.解：根据泊肃叶定律：Q=RPR8L0.5m

9、、半径为1cm地管子时两端压强差为将”=0.18Pas-,l=0.5m,R1.0102m,AP=2.0104N/m2代入，可求得二r4：p-24_43.14(1.010)4210480.180.54.3.、=8.710(m/s)dvzfv答：其体积流量为8.7X0-4cm3/s.3-15假设排尿时尿从计示压强为40mmHg地膀胱经过尿道口排出，已知尿道长为4cm,体积流量为21cm3/s,尿地粘滞系数为6.910-4PaS,求尿道地有效.体积流量为21cm3/s,尿地粘滞系数为6.9M0-4PaS,求尿道地有效直径.rqyn1。解：根据泊肃叶定律：P二r4pQ=一二R8LR4=8Q±

10、=8211006S山4炉=2.710,3m44053.141.0110760R=0.7mm，直径d=2R=1.4mm答：尿道地有效直径为1.4mm.3-16设血液地粘度为水地5倍，如以72cm6”地平均速度通过主动脉，试用临界雷诺数为1000来计算其产生湍流时地半径.已知水地粘度为6.9父1。"Pas.Emxvx5/13个人收集整理-仅供参考解：Re二色血液密度为L。5103kg=4,610，)Re10006.910工5r=3：-v1.051030.723-17一个红细胞可以近似地认为是一个半径为算它在重力作用下在37c地血液中沉淀1cm2.010-6m地小球.它地密度是1.0910

11、3kg/m3.试计所需地时间.假设血浆地刀=1.2x10Pas,密度为1.04103是多少?SixE2oc25kg/m3.如果利用一台加速度&r=10g地超速离心机，问沉淀同样距离所需地时间又解:已知：r=2.0M0-6m,P=1.09103kg/m3,P，=1.04103kg/m3,"=1.210-3PaS,在重力作用下红细胞在血浆中沉降地收尾速度为:6ewMy91,210t(1.09103-1.04103)(210上)29.8=3.610,m/s以这个速度沉降1厘米所需时间为:0.014t=-=2.8104S3.610当用超速离心机来分离时红细胞沉淀地收尾速度为：2.22

12、-T-(i')rRT9(91,210三(1,09103-1.04103)(210)29.8105=3.610"m/s以这个速度沉降1厘米所需时间为:0.01t7-0.28S3.6106/13个人收集整理-仅供参考答：红细胞在重力作用下在37c地血液中沉淀1cm所需地时间为2.8X04秒.假设血浆地”=1.210-3PaS,密度为1.04103kg/m3,如果利用一台加速度82r=105g地超速离心机，沉淀同样距离所需地时间是0.28秒.kavU4第七章液体地表面现象7-14吹一个直径为10cm地肥皂泡，设肥皂泡地表面张力系数ct=40M10，Nm.求吹此肥皂泡所作地功，以及泡

13、内外地压强差.y6V3A。解：不计使气体压缩对气体所做地功，吹肥皂泡所做地功全部转化为肥皂泡地表面能_2323A=：S=：2二d=401023.140.10=2.810(J)一八乂4：440101泡内外地压强差为：P=4=3.2(nm)d/20.10/2答：略.7-15U型玻璃管地两竖直管地直径分别为1mm和3mm.试求两管内水面地高度差(水地表面张力系数a=73xION，m,).M2ub6解：如图，因水与玻璃地接触角为0rad.由附加压强公式知：_2二_2：R=P0-，P2=P0-1隆田、2：2：故：R-P2-gh=-2112：2：x127310327310、(-)=-3(q&)=2

14、10(m)gr2r11039.8110/23104/2答：略.7-16在内半径为r=0.30mm地毛细管中注入水，在管地下端形成一半径R=3.0mm地水滴，求管中水柱地高度.7/13个人收集整理-仅供参考2:解：在毛细管中靠近弯曲披面地水中一点地压强为P1=P0,在管地下端地水滴中一点r2.工地压强为P2=B十,且有P2-P|=Pgh.由上面三式可得R32：1127310112h=()=3(33)=5.4610(m)7grR109.80.3103107-17有一毛细管长L=20cm,内直径d=1.5mm,水平地浸在水银中，其中空气全部留在管中，如果管子浸在深度h=10cm处，问：管中空气柱地长

15、度L1是多少？（设大大气压强P0=76cmHg,已知水银表面张力系数a=0.49N，m/，与玻璃地接触角日=冗）.0YujC。解：因为水银与玻璃地接触角为日=冗，所以水银在玻璃管中形成凹液面，如图所示1taH二左（二工2：所以PA=PB-一PB=P010cmHgr20.4976PA=863z=85.02cmHg0.75101.01105由表面浸入水银下地过程中，毛细管中地空气满足理想气体状态方程，且温度不变，故有P0L=PAL1L1=17.9cm第九章静电场9-5.在真空中有板面积为S,间距为d地两平行带电板（d远小于板地线度）分别带电量+q与q.有人说两板之间地作用力f=k%；又有人说因为F

16、=qE,E=-=,所以d2p；°S8/13个人收集整理-仅供参考2_qF=二一.试问这两种说法对吗？为什么？F应为多少？eUts8。pS解答：这两种说法都不对.第一种说法地错误是本题不能直接应用库仑定律.因为d远小于板地线度，两带电平板不能看2成点电荷，所以F二k4.d2对于第二种说法应用F=qE,是可以地，关键是如何理解公式中地E.在F=qE中，E是电荷q所在处地场强.第二种说法中地错误是把合场强E=三=q-看成了一个带电板在另一个p；0S带电板处地场强.正确地做法是带电量为+q地A板上地电荷q在另一块板（B板）处产生地场强2是一-,则B板上地电荷一q所受地电场力F=qE=q=.或

17、者对于某一带电2；0s2；0s2；0s量为q0地检验电荷，由于两板之间地场强为二qE=，一，则在两板之间检验电荷所受地电场；0；0S,qq0q力F=q0E=q0sQsae；°S；°S9-7.试求无限长均匀带电直线外一点（距直线加原理）R远）地场强，设电荷线密度为入（应用场强叠E=Ex"bo-bo=dEx=cos-dE=人cos-1一2rdy二（R2y2）2二;0R9/13个人收集整理-仅供参考E地方向与带电直线垂直，入0寸，E指向外，入耐，E指向带电直线-cos(如何求解cos2dy：-:(Ry)因为y=Rtan日，则dy=Rsec20d0,_2,2_2.,2小、

18、_22八Ry=R(1tan?)=Rsec1，当y=ocB寸,g=_一；当丫=+附，g=+cos?二/2cos-2、所以1dy=1d=一)-:(R2y2)-二/2RR9-8一长为L地均匀带电直线，电荷线密度为入求在直线延长线上与直线近端相距R处P点地电解：根据题意，运用场强迭加原理，得场强:E=dE=kdql2RRLkdll211二k'(1-)RRL据电势迭加原理得电势:dqRldlRLU=k=k=klnrRlR9-11有一均匀带电地球壳，其内、外半径分别是区域地场强.TIrRGo解：以r为半径作与带电球壳同心地球面为高斯面a与b,体电荷密度为p.试求从中心到球壳外各.可在各区域写出高斯

19、定理Ecosds=E4二rS2=3故E；01._q.24rp当r<a,q=0,E=0,4'I'33I33当a：r；b,q=(r-a),E=2(r-a)33；0r2当rb,q(b3-a3),场强地方向沿r,P0则背离球心；Pc0则指向球心答：略.10/13个人收集整理-仅供参考9-12在真空中有一无限大均匀带电圆柱体，半径为R,体电荷密度为+p.另有一与其轴线平行地无限大均匀带电平面，面电荷密度为+u今有A、B两点分别距圆柱体轴线为a与b(a<R,b>R),且在过此轴线地带电平面地垂直面内.试求A、B两点间地电势差Ua_Ub.(忽略带电圆柱体与带电平面地相互影响

20、)7EqZcB解：UA-UB=Ecos日dl,但式中地场强E由带电圆柱体与带电平面地电场叠加而成因为E平面；方向由BtA(垂直于带电平面)2力无线长均匀带电圆柱体电场分布利用高斯定理求解：作以r为半径，L为高，与圆柱体同轴地封闭圆柱面为高斯面，则有:Ecosds=Ecos0dS211EcosdS亳侧面底面2=Ecos0dS侧面=E2二rL2当r<R时，Zqi=仃2，L，P所以Ein=r2；oR2：1当rR时，£qi=nR2L，P所以Eout=2pr场强地方向均沿径向指向外B/UAUB=L(E圆柱体E平面)cos0drARb=(ElE平面)dr+C(E0utE平面)draR故R:

21、JbR2P1二=(r)dr-()dra2；o2；oR2；0r2p1 222b二一(R2a2)：R2ln-(b-a)2 02R答：略.9-14证明在距离电偶极子中心等距离对称之三点上，其电势地代数和为零解：电偶极子所激发电场中地点a地电势Ua=k溶、r“UL-11/13个人收集整理-仅供参考Up.cos（120c口）Ur-K2rUf_kp.cos（240C）r故U=UlUrUf=kcosicos（120：1）cos（2401）=0r证毕.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.lzq7I用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.zvpge。Usersmayusethecontentsorservicesofthisarticleforpersonalstudy,researchorappreci