1、一均匀细杆,质量为,长为,可绕过其端点的水平轴在竖直平面内转动,如果将细杆置于水平位置,然后让其由静止开始自由摆下,那么开始转动的瞬间,细杆的角加速度为( )细杆转到竖直位置时角速度为( )
2、一个人站在转动的转台上,在他伸出去的两手中各握有一个重物,若此人向着胸部缩回他的双手及重物,忽略所有摩擦,以下叙述正确的是。
系统的转动惯量不变。 ②系统的转动角速度不变。
系统的角动量保持不变。 ④系统的转动动能保持不变。
3、(10分)一半径为的圆盘可绕通过盘中心o,且与盘面垂直的水平轴转动,圆盘的转动惯量为,绕有一根不可伸长的轻绳,绳与圆盘间无相对滑动,当绳端系一质量为的物体时,物体加速下降,假设圆盘与轴间的摩擦力矩为,求物体的加速度。
解4分)4分)
1分)可得1分)
4、一均匀圆盘状飞轮,质量为20kg, 半径为30cm, 当它以每分钟60转的速率旋转时,其动能为( 1.8j )。
5、一长为l,质量为m的均匀细杆自由悬挂于通过其上端的光滑水平轴上,现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向棒的中心,并以v0/2的水平速度穿出棒,此后棒的最大偏转角度恰好为90°,求v0的大小。
解:根据角动量守恒定律和机械能守恒。
其中为棒的转动惯量,……4分)
………2分)
……3分)
可得: …1分)
6、若质点的质量为m,速度为,相对于转动中心的位置矢量为,则此质点相对于转动中心的角动量为。
7、一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴旋转,初始状态为静止悬挂。现有一个小球自左方水平打击细杆,设小球与细杆之间为非弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统。
只有机械能守恒只有动量守恒;
只有对转轴o的角动量守恒机械能、动量和角动量均守恒。
8、一个转台绕竖直固定光滑轴转动,每10秒转一周,转台对轴的转动惯量为质量为80kg的人,开始时站在台的中心,随后沿半径向外跑去,当人距转台中心为3m时,转台的角速度为。
9、一长为l=0.4m的均匀木棒,质量m=1kg,可绕水平轴o在竖直平面内转动,开始时棒自然地竖直悬垂。现有质量为m=8g的子弹以v0=200m/s的速度从a点射入棒中,假定a点与o点距离为,如图所示。
求:1)棒开始运动时的角速度;
2)棒的最大偏转角。
解:(1)子弹进入木棒后系统的转动惯量为。
2分)由角动量守恒3分)
1分)2)在摆动过程中系统机械能守恒。
3分)1分)
10、一刚体绕通过质心的转轴加速转动,对于刚体所受合外力与合力矩,以下正确的是。
11、一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮(m=1kg,r=10cm),绳的两端分别悬有质量为m1=2kg和m2=3kg的物体,如图所示。设绳子的质量可以忽略不计,绳子不能伸长,滑轮的转动惯量可按计算,绳与滑轮之间无相对滑动。试求物体的加速度以及绳子上的张力。
(g取10 ms-2)。
解:(1)(12分)
(22分)(32分)
(41分)51分)
由(1)(2)(3)(4)(5)解得。
1分)1分)
12、一长为l的均匀木棒,质量m,可绕水平轴o在竖直平面内转动,开始时棒自然地竖直悬垂。现有质量为m的弹性小球飞来,正好在棒的下端与棒垂直地相撞。相撞后,使棒从平衡位置处摆动到最大角度θ=30°处。
如图所示,碰撞设为完全弹性碰撞。试计算小球的初速度v0的值。
解:由角动量守恒
(13分)
由于是弹性碰撞系统机械能守恒。
23分)棒上升过程中机械能守恒。
(33分)由(1)(2)(3)得。
1分)13、一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量i=正以角速度ω0 匀速转动。现对轮子加—恒定的力矩 m = 经过时间t = 8.0s 时轮子的角速度ω=-0,则ω0=( 14rad/s )。
14、如图所示,两物体1和2的质量分别为m1与m2,滑轮的转动惯量为i, 半径为r。若物体2与桌面间为光滑接触,试求两物体的加速度及两段绳子中的张力。(设绳子不能伸长,绳子与滑轮间无相对滑动)
解:(1)(1) (2分)
(2) (2分)
32分)(41分)
(51分)由(1)(2)(3)(4)(5)解得。
1分) (1分)
《刚体定轴转动》答案
第2章刚体定轴转动。一 选择题。1 b 2 b 3 a 4 d 5 c 6 c 7 c 8 c 9 d 10 c 二 填空题。1 v 15.2 m s,n2 500 rev min 3 g l g 2l 4 5.0 n m 5 4.0 rad s 6 0.25 kg m2 8 参考解 m 三 计算题...
刚体的定轴转动答案
一 选择题。1 一自由悬挂的匀质细棒ab,可绕a端在竖直平面内自由转动,现给b端一初速v0,则棒在向上转动过程中仅就大小而言b a 角速度不断减小,角加速度不断减少 b 角速度不断减小,角加速度不断增加 c 角速度不断减小,角加速度不变 d 所受力矩越来越大,角速度也越来越大。分析 合外力矩由重力提...
刚体的定轴转动答案
一 选择题。1 一自由悬挂的匀质细棒ab,可绕a端在竖直平面内自由转动,现给b端一初速v0,则棒在向上转动过程中仅就大小而言b a 角速度不断减小,角加速度不断减少 b 角速度不断减小,角加速度不断增加 c 角速度不断减小,角加速度不变 d 所受力矩越来越大,角速度也越来越大。分析 合外力矩由重力提...