吉林大學大學物理剛體轉動作業(yè)答案.ppt

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1．1. 力學體系由兩個質點組成，它們之間只有引力作用。若兩質點所受的外力的矢量和為零，則此系統(tǒng) A. 動量、機械能以及角動量都守恒 B. 動量、機械能守恒，但角動量是否守恒還 不能確定 C. 動量守恒，但機械能和角動量是否守恒還 不能確定 D. 動量和角動量守恒，但機械能是否守恒還 不能確定,剛體定軸轉動作業(yè)答案,一、選擇題,,A．內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,2.一剛體繞定軸轉動，若它的角速度很大，則,,3.關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 , 則該輪的轉動慣量為,A.,B.,C.,D.,,5.一根長為l，質量為m的均勻細直棒在地上豎立著。如果讓豎立著的棒，以下端與地面接觸處為軸倒下，當上端達地面時速率應為,6.一均勻細棒由水平位置繞一端固定軸能自由轉動，今從水平靜止狀態(tài)釋放落至豎直位置的過程中，則棒的角速度ω和角加速度β將,A．ω↗β↗ B．ω↗β↘ C．ω↘β↘ D．ω↘β↗,,7.如圖示，一均勻細桿可繞通過上端與桿垂直的水平光滑固定軸O旋轉，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桿。設小球與細桿之間為非彈性碰撞，則在碰撞過程中對細桿與小球這一系統(tǒng),A. 只有機械能守恒; B. 只有動量守恒; C. 只有對轉軸O的角動量守恒; D. 機械能、動量和角動量均守恒。,,9.質量相等，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軸，它兩的轉動慣量有：,A．IA＝IB B．IA＜IB C．IA＞IB D．不能判斷,,8．繞固定水平軸O勻速轉動轉盤，沿如圖所示的直線從相反方向射入兩顆質量相同、速率相等子彈，留在盤中，子彈射入后轉盤的角速度應為,,A．增大 B． 減小 C．不變 D．無法確定,10．有一半徑為R的水平圓轉臺，可繞通過其中的豎直固定光滑軸轉動，轉動慣量為J，開始時轉臺以勻角速度ω0轉動，此時有一質量為m的人站在轉臺中心，隨后人沿半徑向外跑去，當人到達轉臺邊緣時，轉臺的角速度為,A．,B．,C．,D．ω0,,二、填空題,1. 半徑為0.2m，質量為1kg的勻質圓盤，可繞過圓心且垂直于盤的軸轉動?，F(xiàn)有一變力F＝0.1t（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狀態(tài)，那么,它在第3秒末的角加速度β＝ ，角速度,ω＝ 。,2.一飛輪直徑為D，質量為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,ω，則飛輪的角加速度為 ，,這段時間內飛輪轉過 轉，,拉力做的功為 。,勻加速轉動：,(桿對OO′軸轉動慣量為 ),3. 在一水平放置的質量為m、長度為l的均勻細桿上，套著一個質量為m套管B(可看作質點)，套管用細線拉住，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′軸轉動，如圖所示。若在轉動過程中細線被拉斷，套管將沿著桿滑動。在套管滑動過程中，該系統(tǒng)轉動的角速度 與套管軸的距離x的函數(shù)關系為,。,當ω= ω0時，飛輪的角加速度β ＝ ，,4.質量m、長l均勻細桿，在水平桌面上繞通過其一端豎直固定軸轉動，細桿與桌面的滑動摩擦系數(shù)為μ，則桿轉動時受摩擦力矩的大小,為 。,5.轉動飛輪轉動慣量為I，在t =0時角速度為ω0，飛輪經(jīng)歷制動過程，阻力矩M大小與角速度ω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ω= ω0經(jīng)過時間t ＝ 。,力矩 = ；角動量 = 。,6. 一質量為m的質點沿著一條空間曲線運動，該曲線在直角坐標系下的定義式為,式中a、b、ω都是常數(shù), 則此質點所受的對原點,,7．一剛體繞定軸轉動，初角速度,現(xiàn)在大小為,恒力矩作用下，剛體轉動的,在此恒力矩的作用下的角加速度,剛體對此軸的轉動慣量,4 kg·m2,角速度在2s內均勻減速至,，則剛體,,-2 rad·s-2,,,,,,,,,,,,勻變速轉動：,時間內所作的功,,,,,,,,,8. 一剛體對某定軸的轉動慣量為,在恒力矩作用下由靜止開始做角加速度,定軸轉動。在5s末的轉動動能,該恒力矩,，該恒力矩在0~5s這段,， 剛體轉動的角度,25 rad,,500 J,,20 N·m,,500 J,,勻變速轉動,9. 質量分別為,和,兩物體(視為質點)，用長為,l 的輕質剛性細桿相連，系統(tǒng)繞通過桿且與桿,的質點的距離為,，質量為m,質點的線速度為,且與桿垂直，則該系統(tǒng)對轉軸的動量矩,____________。,垂直的豎直固定軸O轉動，已知O 軸離質量為2m,m 作圓周運動，有,系統(tǒng)動量矩大小為,剛體定軸轉動作業(yè),粘接過程A、B 系統(tǒng)角動量守恒,由轉動定律得,A、B 盤粘接后轉動 ：,,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，飛輪看作是質量為m，半徑為R勻質圓盤，盤面與粗糙平面間摩擦系數(shù)為μ，軸粗細可略，飛輪初始角速度為ω0。試求： （1）摩擦力矩 （2）經(jīng)過多少時間，飛輪才停止轉動？,,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，飛輪看作是質量為m，半徑為R勻質圓盤，盤面與粗糙平面間摩擦系數(shù)為μ，軸粗細可略，飛輪初始角速度為ω0。試求： （2）經(jīng)過多少時間，飛輪才停止轉動？,5. (1),6.,系統(tǒng)角動量守恒，機械能守恒。有,,式中,2．一根均勻鐵絲，質量為m，長度為l,中點O處彎成,角，放在xOy平面內。求,，在其,（1）對Ox軸、Oy軸的轉動慣量；,（2）如果彎成,，則（1）的結果又如何？,,,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)，設輪初始角速度為零，,求任意時刻輪的角速度。,,,,,,,