《大學(xué)物理》習(xí)題答案3匡樂滿主編北京郵電大學(xué)出版社.ppt
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大學(xué)物理作業(yè)三參考解答,一、選擇題:,1、關(guān)于剛體對軸的轉(zhuǎn)動慣量,下列說法中正確的是(A)只取決于剛體的質(zhì)量,與質(zhì)量的空間分布和軸的位置無關(guān)。(B)取決于剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布,與軸的位置無關(guān)。(C)取決于剛體的質(zhì)量、質(zhì)量的空間分布和軸的位置。(D)只取決于轉(zhuǎn)軸的位置,與剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布無關(guān),答:C,2、剛體角動量守恒的充分而必要的條件是[](A)剛體不受外力矩的作用。(B)剛體所受的合外力和合外力矩均為零。(C)剛體所受合外力矩為零。(D)剛體的轉(zhuǎn)動慣量和角速度均保持不變。,答:C,3、幾個力同時作用在一個具有固定轉(zhuǎn)動的剛體上,如果這幾個力的矢量和為零,則此剛體[](A)必然不會轉(zhuǎn)動。(B)轉(zhuǎn)速必然不變。(C)轉(zhuǎn)速必然改變。(D)轉(zhuǎn)速可能改變,也可能不變。,答:D,答:D,,4、一勻質(zhì)圓盤狀飛輪質(zhì)量為20kg,半徑為30cm,當(dāng)它以每分鐘60轉(zhuǎn)的速率旋轉(zhuǎn)時,其動能為(A)J;(B)J;(C)J;(D)J。,答:B,5、力,其作用點(diǎn)的矢徑為該力對坐標(biāo)原點(diǎn)的力矩大小為(A);(B);(C);(D)。,答:A,6、一根質(zhì)量為m、長度為L的勻質(zhì)細(xì)直棒,平放在水平桌面上。若它與桌面間的滑動摩擦系數(shù)為,在t=0時,使該棒繞過其一端的豎直軸在水平桌面上旋轉(zhuǎn),其初始角速度為,則棒停止轉(zhuǎn)動所需時間為(A);(B);(C);(D).,由轉(zhuǎn)動定律,由運(yùn)動規(guī)律,答:C,,,7、一個轉(zhuǎn)動慣量為I的圓盤繞一固定軸轉(zhuǎn)動,初角速度為。設(shè)它所受阻力矩與轉(zhuǎn)動角速度成正比M=(k為正常數(shù)),它的角速度從變?yōu)?2所需時間是(A)I/2;(B)I/k;(C)(I/k)ln2;(D)I/2k。,由轉(zhuǎn)動定律,答:A,,,8、一根長為、質(zhì)量為M的勻質(zhì)棒自由懸掛于通過其上端的光滑水平軸上。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射向棒的中心,并以v0/2的水平速度穿出棒,此后棒的最大偏轉(zhuǎn)角恰為,則v0的大小為(A);(B);(C);(D),由角動量守恒,由機(jī)械能守恒,答:B,,,9、一個轉(zhuǎn)動慣量為I的圓盤繞一固定軸轉(zhuǎn)動,初角速度為。設(shè)它所受阻力矩與轉(zhuǎn)動角速度成正比M=(k為正常數(shù)),它的角速度從變?yōu)?2過程中阻力矩所作的功為(A);(B);(C);(D)。,由動能定理,1、一個作定軸轉(zhuǎn)動的物體,對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為I,以角速度ω0=10rads-1勻速轉(zhuǎn)動?,F(xiàn)對物體加一制動力矩M=-0.5Nm,經(jīng)過時間t=5s,物體停止轉(zhuǎn)動。物體的轉(zhuǎn)達(dá)慣量I=。,2、如圖所示,P、Q、R和S是附于剛性輕質(zhì)細(xì)桿上的質(zhì)量分別為4m、3m、2m和m的四個質(zhì)點(diǎn),PQ=QR=RS=d,則系統(tǒng)對OO′軸的轉(zhuǎn)動慣量為。,二、填空題:,50md2,3、勻質(zhì)大圓盤質(zhì)量為M、半徑為R,對于過圓心O點(diǎn)且垂直于盤面轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為。如果在大圓盤的右半圓上挖去一個小圓盤,半徑為R/2。如圖所示,剩余部分對于過O點(diǎn)且垂直于盤面轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為。,,,4、長為l、質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)桿,以角速度ω繞過桿端點(diǎn)垂直于桿的水平軸轉(zhuǎn)動,桿的動量大小為,桿繞轉(zhuǎn)動軸的動能為,角動量為。,5、一人站在轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺上,在他伸出的兩手中各握有一個重物,若此人向著胸部縮回他的雙手及重物,忽略所有摩擦,則系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量減小,系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動角速度增大,系統(tǒng)的角動量不變,系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動動能增大。(填增大、減小或不變),,6、一飛輪作勻減速轉(zhuǎn)動,在5s內(nèi)角速度由40πrads-1減到10πrads-1,則飛輪在這5s內(nèi)總共轉(zhuǎn)過了圈,飛輪再經(jīng)的時間才能停止轉(zhuǎn)動。,7、花樣滑冰運(yùn)動員繞過自身的豎直軸運(yùn)動,開始時兩臂伸開,轉(zhuǎn)動慣量為I0,角速度為ω0。然后她將兩臂收回,使轉(zhuǎn)動慣量減少為I0/3,這時她轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?。?三、計算題:,1、如圖所示,水平光滑桌面上的物體A由輕繩經(jīng)過定滑輪C與物體B相連,兩物體A、B的質(zhì)量分別為、,定滑輪視為均質(zhì)圓盤,其質(zhì)量為,半徑為R,AC水平并與軸垂直,繩與滑輪無相對滑動,不計軸處摩擦。求B下落的加速度及繩中的張力。,解:,2轉(zhuǎn)動著的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為I,在t=0時角速度為ω0此后飛輪經(jīng)歷制動過程,阻力矩M的大小與角速度ω的平方成正比,比例系數(shù)為k(k為大于零的常數(shù)),當(dāng)ω=ω0/3時,飛輪的角加速度是多少?從開始制動到現(xiàn)在經(jīng)歷的時間是多少?,將ω=ω0/3代入,求得這時飛輪的角加速度:,解:(1)由題知,故由轉(zhuǎn)動定律有:,即,(2)為求經(jīng)歷的時間t,將轉(zhuǎn)動定律寫成微分方程的形式。即:,分離變量,故當(dāng)ω=ω0/3時,制動經(jīng)歷的時間為:t=2I/kω0,并考慮到t=0時,ω=ω0,再兩邊積分,3、一質(zhì)量為m、半徑為R的自行車輪,假定質(zhì)量均勻分布在車緣上,可繞軸自由轉(zhuǎn)動,另一質(zhì)量為m0的子彈以速度v0射入輪緣(1)開始時輪是靜止的,在子彈打入后的角速度為何值?(2)用m、m0、θ表示系統(tǒng)(包括輪和子彈)最后動能與初始動能之比。,解:(1)射入的過程對O軸的角動量守恒,Rsinθm0v0=(m+m0)R2ω,(2),4、如圖所示,一根質(zhì)量為,長為的均質(zhì)細(xì)棒,可繞通過其一端的軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動。它原來靜止在平衡位置上?,F(xiàn)有質(zhì)量為的彈性小球飛來,正好與棒的下端與棒垂直地碰撞(為彈性碰撞)。撞后,棒從平衡位置擺起的最大角度為。求小球碰前的初速度。,解:(1)碰撞過程中,角動量守恒,機(jī)械能守恒,(2)在擺起過程中,機(jī)械能守恒,5、在半徑為R1、質(zhì)量為M的靜止水平圓盤上,站一靜止的質(zhì)量為m的人。圓盤可無摩擦地繞過盤中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)這人沿著與圓盤同心,半徑為R2(R2- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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