医药物理学课后习题标准答案.docVIP

《医药物理学》课后计算题答案 第一章 1-8 在边长为2.0×10-2m的立方体的两平行表面上，各施加以9.8×102N的切向力，两个力方向相反，使两平行面的相对位移为1.0×10-3m，求其切变模量？ 解：由切应力和切应变的关系式可得切变模量为 1-9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：由于是串联，铜丝和钢丝受力均为500N，由杨氏模量可得长度的改变量，代入求得 铜丝的长度改变量为 钢丝的长度改变量为 1-10 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1.2×108Pa） （2）在4.5×104N的压力作用下它的应变。（骨的杨氏模量为9×109Pa） 解： （1）骨的抗张强度就是骨折将发生时所受的应力，则所受的张力为 （2）有可知其应变 1-11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9×109Pa，由可得长度的改变量，代入已知条件可得 1-12 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 由杨氏模量公式可得 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0.2m·s-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 代入数据 得 2-5水在粗细不均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，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？ 解：由连续性方程，得最细处的流速 根据伯努利方程在水平管中的应用 代入数据 得 最细处压强为，因为，所以水不会流出来。 2-6在水管的某一点，水的流速为2 m·s-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。 解：由连续性方程，得第二点的流速 根据伯努利方程 有 代入数据得 2-7 一直立圆柱形容器，高，直径为，顶部开启，底部有一面积为的小孔。若水以每秒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，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 得 因为，所以可将容器中水面处流速近似为零，水面处和出水处压强均为大气压强。运用伯努利方程有 得 2-8 一硬斑部分阻塞半径为的小动脉，阻塞后小动脉的有效半径为，血流的平均速度为，求：（1）未变窄处的血流平均速度；（2）阻塞处会不会发生湍流；（3）阻塞处的动压强（血液密度为，粘滞系数） 解：（1）由连续性方程得 （2） 不会发生湍流 （3） 2-9 设某人的心输出量为，体循环的总压强差为，此人体循环的总流阻是多少？ 解：因为 所以 2-10 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2×104，求其体积流量。 解：根据泊肃叶公式得体积流量 2-11 设排尿时尿从计示压强为的膀胱经过尿道后由尿道口排出，已知尿道长为，流量为，尿的粘滞系数为，求尿道的有效直径。 解：根据泊肃叶公式 得 2-12 设血液的粘度为同温度下水的5 倍（37℃），如以72cm·s -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37℃水的粘度为6.9×10-4Pa·s，密度为1050kg·m3）。 解：由于血液的粘度是水的粘度的5倍，可知血液的粘度为 由雷诺数可得 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1.8×10-5Pa·s） 解：水滴的收尾速度为 此水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0.15Pa·s，密度为9000kg·m -3， 求： （1）空气