班级学号姓名成绩。
一、填空题。
1. 一旋转齿轮的角加速度=4at3-3bt2 ,式中a、b均为恒量,若齿轮具有初角速度为0,则任意时刻t的角速度转过的角度为。
2. 质量为m,半径为r的均质圆盘,平放在水平桌面上,它与桌面的滑动摩擦系数为,试问圆盘绕中心轴转动所受摩擦力矩为。
3. 一长为l质量为m的均质细杆,两端附着质量分别为m1和m2的小球,且m1>m2 ,两小球直径d1 、d2都远小于l,此杆可绕通过中心并垂直于细杆的轴在竖直平面内转动,则它对该轴的转动惯量为若将它由水平位置自静止释放,则它在开始时刻的角加速度为多大。
4. 质量为m,半径为r的均质圆盘,绕通过其中心且与盘垂直的固定轴以角速度匀速转动,则对其转轴来说,它的动量为角动量为。
三、计算题:
1. 固定在一起的两个同轴均匀圆柱体可绕其光滑的水平对称轴oo’转动,设大小圆柱的半径分别为r和r,质量分别为m和m,绕在两柱体上的细绳分别与物体m1和物体m2 相连,m1和m2则挂在圆柱体的两侧,如图所示,设r=0.20m,r=0.
10m,m=4kg,m=10kg,m1=m2=2kg,求柱体转动时的角加速度及两侧绳中的张力。
解:设,和β分别为,和柱体的加速度及角加速度,方向如图(如图b).
题2-26(a)图题2-26(b)图。
1) ,和柱体的运动方程如下。式中 而。
由上式求得。
(2)由①式
由②式。2. 计算题3-13图所示系统中物体的加速度.设滑轮为质量均匀分布的圆柱体,其质量为,半径为,在绳与轮缘的摩擦力作用下旋转,忽略桌面与物体间的摩擦,设=50 kg,=200 kg,m=15 kg,=0.
1 m解: 分别以,滑轮为研究对象,受力图如图(b)所示.对,运用牛顿定律,有。
对滑轮运用转动定律,有。
又。联立以上4个方程,得
题3-13(a)图题3-13(b)图。
3. 如图质量为m,长为l的均匀直杆可绕o轴在竖直平面内无摩擦地转动,开始时杆处于自由下垂位置,一质量为m的弹性小球水平飞来与杆下端发生完全弹性碰撞,若m>3m,且碰撞后,杆上摆的最大角度为=30,则求:(a)小球的初速度v0,(b)碰撞过程中杆给小球的冲量。
(教材)
解: (1)设小球的初速度为,棒经小球碰撞后得到的初角速度为,而小球的速度变为,按题意,小球和棒作弹性碰撞,所以碰撞时遵从角动量守恒定律和机械能守恒定律,可列式:
上两式中,碰撞过程极为短暂,可认为棒没有显著的角位移;碰撞后,棒从竖直位置上摆到最大角度,按机械能守恒定律可列式:
由③式得 由①式。
由②式。所以
求得 2)相碰时小球受到的冲量为
由①式求得
负号说明所受冲量的方向与初速度方向相反.
大学物理作业答案
作业11.1 b 定义。1.2 d 质点带正电且沿曲线作加速运动,必有沿法向和运动方向的场强分量,故只有d满足条件。对称 场强最大处 1.4 坐标系建立如图 mn上长为dx的电荷受力,高斯定理 方向沿x轴正向。1.5如果点电荷是孤立的,则半径为r的球面上,场强大小一定处处相等。如果点电荷周围还有其它...
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答案 4.1 b 4.2 d 4.3 4.4 解 设小球受冲量作用后速度为,根据动量定理有。当时,解得。故时,绳子将被拉断。4.5 解 取地面参考系,子弹与木块碰撞过程中,动量守恒,于是。取 和弹簧为研究系统,则碰撞后系统的机械能守恒,动量守恒。当弹簧达到最大压缩长度时,与的速度相同,设为。由机械能...