《大学物理AⅠ》刚体定轴转动习题、答案及解法
一.选择题
1.两个匀质圆盘A和B相对于过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量分别为
(A)
(C)
参考答案:
2.有两个半径相同、质量相等的细圆环。1环的质量分布均匀。2环的质量分布不均匀,它们对通过圆心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为
(A)
(C)
参考答案:∵
3.一圆盘绕过圆心且于盘面垂直的光华固定轴
(A)
(C)
参考答案:
4.均匀细棒
(A)合外力矩从大到小,角速度从小到大,角加速度从大到小。
(B)合外力矩从大到小,角速度从小到大,角加速度从小到大。
(C)合外力矩从大到小,角速度从大到小,角加速度从大到小。
(D)合外力矩从大到小,角速度从大到小,角加速度从小到大。
参考答案:
5.如图所示。
(A)
(C)
参考答案:对于图
对于图
6.一轻绳跨过一具有水平光滑轴、转动惯量J的定滑轮,绳的两端分别悬有质量为
(A)处处相等 (B)左边大于右边
(C)右边大于左边 (D)无法判断哪边大
参考答案:
7.一飞轮以角速度
(A)
(C)
参考答案:由角动量守恒知
8.一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴
(A)
(C)
参考答案:两子弹对转轴的合力矩为0
∴角动量守恒
子弹打入后圆盘的质量增大,角动量增大
∴
9.现有
(A)
(B)
(C)
(D)
参考答案:两系统对转轴的合外力矩均为
10.一物体正绕固定光滑轴自由转动 ,则它受热膨胀时( B )
(A)角速度不变 (B)角速度变小
(C)角速度变大 (D)无法判断角速度如何变化
参考答案:受热膨胀,质量不变,半径增大,转动惯量 。由角动量守恒知,角速度变小。
二.填空题
1.刚体对轴的转动惯量取决于:刚体的质量、刚体的质量分布、刚体的转轴的位置。
2.如图所示,
参考答案:
3.如图所示,一长为
参考答案:由刚体对定轴的转动定律知
4.花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为
参考答案:
5.如图所示,
参考答案:
6.如图所示,一静止的均匀细棒,长为
参考答案:
7.光滑的水平桌面上有一长为
参考答案:
8.有一半径为
参考答案:
三.计算题
1.质量为
参考答案:由牛顿第二定律和刚体定轴转动定律知,
∴
2.一大一小两个匀质圆盘同轴地 粘结在一起构成一个组合轮。小圆盘的半径为
参考答案:由牛顿第二定律和刚体定轴转动定律知,
3.一长为
参考答案:由刚体定轴转动定律知,
水平位置时,
在与水平方向夹角为60时,
4.如图所示,一杆长
参考答案:子弹打入杆时,将杆与子弹视为一刚体,水平飞来子弹与刚体视为一系统.由角动量守恒得:
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