4 刚体的转动答案

发布 2022-09-03 11:33:28 阅读 8159

刚体的定轴转动1

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:合外力矩由重力提供,,方向与初角速度方向相反,所以角速度不断减小,随着的增加,重力矩增大,所以角加速度增加。

2、 今有半径为r的匀质圆板、圆环和圆球各一个,前二个的质量都为m,绕通过圆心垂直于圆平面的轴转动;后一个的质量为,绕任意一直径转动,设在相同的力矩作用下,获得的角加速度分别是β1、β2、β3,则有

a、β3<β1<β2b、β3>β1<β2

c、β3<β1>β2d、β3>β1>β2d ]

分析:质量为m,半径为r的圆板绕通过圆心垂直于圆平面的轴的转动惯量为;圆环的转动惯量为,圆球质量为,绕任意一直径转动的转动惯量为,根据转动定律,,所以在相同力矩下,转动惯量大的,获得的的角加速度小。,所以选择 d。

3、 一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为m的定滑轮,绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1<m2),如图所示.绳与轮之间无相对滑动.若某时刻滑轮沿逆时针方向转动,则绳中的张力。

(a) 处处相等b) 左边大于右边。

c) 右边大于左边. (d) 哪边大无法判断c ]

4、 一轻绳跨过两个质量均为m、半径均为r的匀质圆盘状定滑轮。绳的两端系着质量分别为m和2m的重物,不计滑轮转轴的摩擦。将系统由静止释放,且绳与两滑轮间均无相对滑动,则两滑轮之间绳的张力为。

a、mg; b、3mg/2; c、2mg; d、11mg/8。 [d ]

解:对2m,m和两个滑轮受力分析得:

联立以上五个公式可得 ,将其带入公式,可以求得两滑轮之间绳子的张力为11mg/8。

二、 填空。

5、 质量为m,长为l的匀质细杆,可绕其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。如果将细杆置于水平位置,然后让其由静止开始自由下摆,则开始转动的瞬间,细杆的角加速度为,细杆转动到竖直位置时角速度为。

解:从水平位置开始转动的瞬间,重力矩提供合外力矩,角加速度;

6、 一定滑轮质量为m、半径为r,对水平轴的转动惯量j=mr2.在滑轮的边缘绕一细绳,绳的下端挂一物体.绳的质量可以忽略且不能伸长,滑轮与轴承间无摩擦.物体下落的加速度为a,则绳中的张力t

解: 设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为t, 则根据牛顿运动定律和转动定律, 得。

tr =jβ,则。

7、 一根质量为m、长为l的均匀细杆,可在水平桌面上绕通过其一端的竖直固定轴转动.已知细杆与桌面的滑动摩擦系数为μ,则杆转动时受的摩擦力矩的大小为。

三、计算。8、 一根质量为、长度为l的匀质细直棒,平放在水平桌面上。若它与桌面间的滑动摩擦系数为,在t=0时,该棒绕过其一端的竖直轴在水平桌面上旋转,其初始角速度为,则棒停止转动所需时间为多少?

9、 用一细绳跨过定滑轮,在绳的两端各悬质量为m1 和m2的物体,其中m1>m2,设绳不可伸长,质量可忽略,它与滑轮之间无相对滑动;滑轮的半径为r ,质量m ,且分布均匀,求它们的加速度及绳两端的张力t1 和t2.。

解:受力分析如图所示,联立以上四个公式可得 ,将其带入公式,可以求得绳子两端的张力。

刚体的定轴转动2

一、 选择题。

1、 一质量为60kg的人站在一质量为60kg、半径为l m的匀质圆盘的边缘,圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地转动。系统原来是静止的,后来人沿圆盘边缘走动,当人相对圆盘的走动速度为2m/s时,圆盘角速度大小为。

a、1rad/s; b、2rad/s; c、2/3rad/s; d、4/3rad/sd ]

分析:角动量守恒。而。即。

2、 对一个绕固定水平轴o匀速转动的转盘,沿图示的同一水平直线从相反方向射入两颗质量相同、速率相等的子弹,并停留在盘中,则子弹射入后转盘的角速度应b ]

a、 增大; b、减小;

b、 c、不变; d、无法确定。

3、 一根长为、质量为m的匀质棒自由悬挂于通过其上端的光滑水平轴上。现有一质量为m的子弹以水平速度射向棒的中心,并以的水平速度穿出棒,此后棒的最大偏转角恰为,则的大小为a ]

a、; b、; c、; d、。

4、 两个小球质量分别为m和2m,由一长为l的细杆相连(杆质量不计)。该系统以通过两球中心且垂直于细杆的轴作恒定角速度w转动,则两球的转动惯量及转动动能总和为 [ d ]

a 、 b、 c、 d、

分析: 转动动能。

二、填空。5、 长为l、质量为m的匀质细杆,以角速度ω绕过杆端点垂直于杆的水平轴转动,则杆绕转动轴的动能为 ml2ω2 /6动量矩为 ml2 ω/3

分析:,动量矩。

6、 匀质圆盘状飞轮,质量为20kg,半径为30cm,当它以每分钟60转的速率绕通过圆心并与盘面垂直的轴旋转时,其动能为 1.8π2 j=17.75j

分析: 7、 一人站在转动的转台**,在他伸出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,则系统的转动惯量减小 ,系统的转动角速度增加 ,系统的角动量不变 ,系统的转动动能增加 。(填增大、减小或保持不变)

8、 定滑轮半径为r,转动惯量为j,弹簧倔强系数为k,开始时处于自然长度.物体的质量为m,开始时静止,固定斜面的倾角为θ(斜面及滑轮轴处的摩擦可忽略,而绳在滑轮上不打滑).物体被释放后沿斜面下滑距离为x时的速度值为v

分析:机械能守恒:以最低点势能零点,以弹簧原长为弹性势能0,则。

三、计算。9、 电风扇在开启电源后,经过t1时间达到了额定转速,此时相应的角速度为。当关闭电源后,经过t2时间风扇停转。

已知风扇转子的转动惯量为j,并假定摩擦阻力矩和电机的电磁力矩均为常数,推算电机的电磁力矩。

解: 10、 质量为m长为l=85 cm的均匀细杆,如图放在倾角为α=45°的光滑斜面上,可以绕通过杆上端且与斜面垂直的光滑轴o在斜面上转动.要使此杆能绕轴转动一周,至少应使杆以多大的初始角速度ω0转动?(参***)

解:机械能守恒。

刚体转动答案

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...

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...