吉林大學(xué)大學(xué)物理剛體轉(zhuǎn)動作業(yè)答案.ppt

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11. 力學(xué)體系由兩個質(zhì)點組成，它們之間只有引力作用。若兩質(zhì)點所受的外力的矢量和為零，則此系統(tǒng) A. 動量、機(jī)械能以及角動量都守恒 B. 動量、機(jī)械能守恒，但角動量是否守恒還 不能確定 C. 動量守恒，但機(jī)械能和角動量是否守恒還 不能確定 D. 動量和角動量守恒，但機(jī)械能是否守恒還 不能確定,剛體定軸轉(zhuǎn)動作業(yè)答案,一、選擇題,A內(nèi)力矩會改變剛體對某個定軸的角動量 B作用力和反作用力對同一軸力矩之和必為零 C角速度的方向一定與外力矩的方向相同 D質(zhì)量相同、形狀和大小不同的兩個剛體，在 相同力矩作用下，它們角加速度一定相等,A作用在剛體上的合外力一定很大 B作用在剛體上的合外力一定為零 C作用在剛體上的合外力矩一定很大 D以上說法都不對,2.一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，若它的角速度很大，則,3.關(guān)于力矩有以下幾種說法，其中正確的是,4.一力矩M作用于飛輪上，使該輪得到角加速度1，如撤去這一力矩，此輪的角加速度為2 , 則該輪的轉(zhuǎn)動慣量為,A.,B.,C.,D.,5.一根長為l，質(zhì)量為m的均勻細(xì)直棒在地上豎立著。如果讓豎立著的棒，以下端與地面接觸處為軸倒下，當(dāng)上端達(dá)地面時速率應(yīng)為,6.一均勻細(xì)棒由水平位置繞一端固定軸能自由轉(zhuǎn)動，今從水平靜止?fàn)顟B(tài)釋放落至豎直位置的過程中，則棒的角速度和角加速度將,A B C D,7.如圖示，一均勻細(xì)桿可繞通過上端與桿垂直的水平光滑固定軸O旋轉(zhuǎn)，初始狀態(tài)為靜止懸掛?，F(xiàn)有一個小球自左方水平打擊細(xì)桿。設(shè)小球與細(xì)桿之間為非彈性碰撞，則在碰撞過程中對細(xì)桿與小球這一系統(tǒng),A. 只有機(jī)械能守恒; B. 只有動量守恒; C. 只有對轉(zhuǎn)軸O的角動量守恒; D. 機(jī)械能、動量和角動量均守恒。,9.質(zhì)量相等，半徑相同的一金屬環(huán)A和同一種金屬的圓盤B，對于垂直于圓面的中心轉(zhuǎn)軸，它兩的轉(zhuǎn)動慣量有：,AIAIB BIAIB CIAIB D不能判斷,8繞固定水平軸O勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，沿如圖所示的直線從相反方向射入兩顆質(zhì)量相同、速率相等子彈，留在盤中，子彈射入后轉(zhuǎn)盤的角速度應(yīng)為,A增大 B 減小 C不變 D無法確定,10有一半徑為R的水平圓轉(zhuǎn)臺，可繞通過其中的豎直固定光滑軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量為J，開始時轉(zhuǎn)臺以勻角速度0轉(zhuǎn)動，此時有一質(zhì)量為m的人站在轉(zhuǎn)臺中心，隨后人沿半徑向外跑去，當(dāng)人到達(dá)轉(zhuǎn)臺邊緣時，轉(zhuǎn)臺的角速度為,A,B,C,D0,二、填空題,1. 半徑為0.2m，質(zhì)量為1kg的勻質(zhì)圓盤，可繞過圓心且垂直于盤的軸轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)有一變力F0.1t（F以牛頓計，t以秒計）沿切線方向作用在圓盤邊緣上。如果圓盤最初處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么,它在第3秒末的角加速度 ，角速度, 。,2.一飛輪直徑為D，質(zhì)量為m(可視為圓盤),邊緣繞有繩子，現(xiàn)用恒力拉繩子一端，使其由靜止開始均勻地加速，經(jīng)過時間t，角速度增加為,，則飛輪的角加速度為 ，,這段時間內(nèi)飛輪轉(zhuǎn)過 轉(zhuǎn)，,拉力做的功為 。,勻加速轉(zhuǎn)動：,(桿對OO軸轉(zhuǎn)動慣量為 ),3. 在一水平放置的質(zhì)量為m、長度為l的均勻細(xì)桿上，套著一個質(zhì)量為m套管B(可看作質(zhì)點)，套管用細(xì)線拉住，它到豎直光滑固定軸OO距離為 ，桿和套管組成系統(tǒng)以角速度 繞OO軸轉(zhuǎn)動，如圖所示。若在轉(zhuǎn)動過程中細(xì)線被拉斷，套管將沿著桿滑動。在套管滑動過程中，該系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度 與套管軸的距離x的函數(shù)關(guān)系為,。,當(dāng)= 0時，飛輪的角加速度 ，,4.質(zhì)量m、長l均勻細(xì)桿，在水平桌面上繞通過其一端豎直固定軸轉(zhuǎn)動，細(xì)桿與桌面的滑動摩擦系數(shù)為，則桿轉(zhuǎn)動時受摩擦力矩的大小,為 。,5.轉(zhuǎn)動飛輪轉(zhuǎn)動慣量為I，在t =0時角速度為0，飛輪經(jīng)歷制動過程，阻力矩M大小與角速度平方成正比，比例系數(shù)為k（k為大于0常數(shù)）。,從開始制動到= 0經(jīng)過時間t 。,力矩 = ；角動量 = 。,6. 一質(zhì)量為m的質(zhì)點沿著一條空間曲線運動，該曲線在直角坐標(biāo)系下的定義式為,式中a、b、都是常數(shù), 則此質(zhì)點所受的對原點,7一剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，初角速度,現(xiàn)在大小為,恒力矩作用下，剛體轉(zhuǎn)動的,在此恒力矩的作用下的角加速度,剛體對此軸的轉(zhuǎn)動慣量,4 kgm2,角速度在2s內(nèi)均勻減速至,，則剛體,-2 rads-2,勻變速轉(zhuǎn)動：,時間內(nèi)所作的功,8. 一剛體對某定軸的轉(zhuǎn)動慣量為,在恒力矩作用下由靜止開始做角加速度,定軸轉(zhuǎn)動。在5s末的轉(zhuǎn)動動能,該恒力矩,，該恒力矩在05s這段,， 剛體轉(zhuǎn)動的角度,25 rad,500 J,20 Nm,500 J,勻變速轉(zhuǎn)動,9. 質(zhì)量分別為,和,兩物體(視為質(zhì)點)，用長為,l 的輕質(zhì)剛性細(xì)桿相連，系統(tǒng)繞通過桿且與桿,的質(zhì)點的距離為,，質(zhì)量為m,質(zhì)點的線速度為,且與桿垂直，則該系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的動量矩,_。,垂直的豎直固定軸O轉(zhuǎn)動，已知O 軸離質(zhì)量為2m,m 作圓周運動，有,系統(tǒng)動量矩大小為,剛體定軸轉(zhuǎn)動作業(yè),粘接過程A、B 系統(tǒng)角動量守恒,由轉(zhuǎn)動定律得,A、B 盤粘接后轉(zhuǎn)動 ：,4.垂直于盤面力F將一粗糙平面緊壓在一飛輪的盤面上使其制動，飛輪看作是質(zhì)量為m，半徑為R勻質(zhì)圓盤，盤面與粗糙平面間摩擦系數(shù)為，軸粗細(xì)可略，飛輪初始角速度為0。試求： （1）摩擦力矩 （2）經(jīng)過多少時間，飛輪才停止轉(zhuǎn)動？,4.垂直于盤面力F將一粗糙平面緊壓在一飛輪的盤面上使其制動，飛輪看作是質(zhì)量為m，半徑為R勻質(zhì)圓盤，盤面與粗糙平面間摩擦系數(shù)為，軸粗細(xì)可略，飛輪初始角速度為0。試求： （2）經(jīng)過多少時間，飛輪才停止轉(zhuǎn)動？,5. (1),6.,系統(tǒng)角動量守恒，機(jī)械能守恒。有,式中,2一根均勻鐵絲，質(zhì)量為m，長度為l,中點O處彎成,角，放在xOy平面內(nèi)。求,，在其,（1）對Ox軸、Oy軸的轉(zhuǎn)動慣量；,（2）如果彎成,，則（1）的結(jié)果又如何？,解: （2）,（2）,6,解：,如圖，物體在下落過程中，輪軸處的阻力矩,，式中k為常數(shù)，設(shè)輪初始角速度為零，,求任意時刻輪的角速度。,