大学物理复习题答案力学
《大学物理》刚体力学练习题及答案解析
《大学物理》刚体力学练习题及答案解析一、选择题1.刚体对轴的转动惯量，与哪个因素无关 [ C ]（A）刚体的质量（B）刚体质量的空间分布（C）刚体的转动速度（D）刚体转轴的位置2.有两个力作用在一个有固定轴的刚体上. [ B ](1)这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;(2)这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩可能是零;(3)这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定是零;(4)当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定是零.在上述说法中,(A)只有(1)是正确的；(B) (1)、(2) 正确, (3)、(4)错误；(C) (1)、(2)、(3)都正确, (4)错误；(D) (1)、(2)、(3)、(4)都正确.3.均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的[ A ](A) 角速度从小到大，角加速度从大到小；(B) 角速度从小到大，角加速度从小到大；(C) 角速度从大到小，角加速度从大到小；(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大.4．如图所示，圆锥摆的小球在水平面内作匀速率圆周运动，小球和地球所组成的系统，下列哪些物理量守恒（ C ）（A）动量守恒，角动量守恒（B）动量和机械能守恒（C）角动量和机械能守恒（D）动量，角动量，机械能守恒5.一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动，轴间摩擦不计，如图射来两个质量相同，速度大小相同、方向相反并在一条直线上的子弹，它们同时射入圆盘并且留在盘内，在子弹射入后的瞬间，对于圆盘和子弹系统的角动量L以及圆盘的角速度ω则有（ B ）（A）L不变，ω增大（B）L不变，ω减小（C）L变大，ω不变（D）两者均不变6.一花样滑冰者，开始自转时，其动能为20021ωJ E =。
然后他将手臂收回，转动惯量减少为原来的1/3，此时他的角速度变为ω，动能变为E ，则下列关系正确的是（ D ） （A ）00,3E E ==ωω （B ）003,31E E ==ωω （C ）00,3E E ==ωω （D ）003,3E E ==ωω1C 2.B ，3.A ，4.C ，5.B ，6.D二、填空1.当刚体受到的合外力的力矩为零时，刚体具有将保持静止的状态或_____________状态，把刚体的这一性质叫刚体___________。
大学物理力学一、二章作业答案
大学物理力学一、二章作业答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章 质点运动学一、选择题1、一质点在xoy 平面内运动，其运动方程为2,ct b y at x +==，式中a 、b 、c 均为常数。
当运动质点的运动方向与x 轴成450角时，它的速率为[ B ]。
A ．a ；B ．a 2；C ．2c ；D ．224c a +。
2、设木块沿光滑斜面从下端开始往上滑动，然后下滑，则表示木块速度与时间关系的曲线是图1-1中的[ D ]。
3、一质点的运动方程是j t R i t R rωωsin cos +=，R 、ω为正常数。
从t ＝ωπ/到t =ωπ/2时间内该质点的路程是[ B ]。
A ．2R ；B ．R π；C ． 0；D ．ωπR 。
4、质量为0.25kg 的质点，受i t F =(N)的力作用，t =0时该质点以v=2j m/s 的速度通过坐标原点，该质点任意时刻的位置矢量是[ B ]。
A ．22t i +2j m ； B ．j t i t2323+m ；C ．j t i t343243+； D ．条件不足，无法确定。
二、填空题1、一质点沿x 轴运动，其运动方程为225t t x -+=（x 以米为单位，t 以秒为单位）。
质点的初速度为 2m/s ，第4秒末的速度为 -6m/s ，第4秒末的加速度为 -2m/s 2 。
2、一质点以π（m/s ）的匀速率作半径为5m 的圆周运动。
该质点在5s 内的平均速度的大小为 2m/s ，平均加速度的大小为 22m /5s π 。
3、一质点沿半径为0.1m 的圆周运动，其运动方程为22t +=θ（式中的θ以弧度计，t 以秒计），质点在第一秒末的速度为 0.2m/s ，切向加速度为 0.2m/s 2 。
4、一质点沿半径1m 的圆周运动，运动方程为θ=2+3t 3，其中θ以弧度计，t 以秒计。
T =2s 时质点的切向加速度为 36m/s 2 ；当加速度的方向和半径成45º角时角位移是 38rad 。
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一、选择题:(每题3分)1、某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI),则该质点作(A) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴正方向.(B) 匀加速直线运动,加速度沿x 轴负方向.(C) 变加速直线运动,加速度沿x 轴正方向.(D) 变加速直线运动,加速度沿x 轴负方向. ［ d ］2、一质点沿x 轴作直线运动,其v -t 曲线如图所示,如t =0时,质点位于坐标原点,则t =4、5 s 时,质点在x 轴上的位置为(A) 5m. (B) 2m.(C) 0. (D) -2 m. (E) -5 m 、 ［ b ］ 3、图中p 就是一圆的竖直直径pc 的上端点,一质点从p 开始分别沿不同的弦无摩擦下滑时,到达各弦的下端所用的时间相比较就是(A) 到a 用的时间最短. (B) 到b 用的时间最短. (C) 到c 用的时间最短. (D) 所用时间都一样. ［ d ］4、 一质点作直线运动,某时刻的瞬时速度=v 2 m/s,瞬时加速度2/2s m a -=,则一秒钟后质点的速度(A) 等于零. (B) 等于-2 m/s.(C) 等于2 m/s. (D) 不能确定. ［ d ］ 5、 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22+=(其中a 、b 为常量), 则该质点作(A) 匀速直线运动. (B) 变速直线运动.(C) 抛物线运动. (D)一般曲线运动. ［ b ］ 6、一运动质点在某瞬时位于矢径()y x r , 的端点处, 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D) 22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x [ d ]7、 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每T 秒转一圈.在2T 时间间隔中,其平均速度大小与平均速率大小分别为(A) 2πR /T , 2πR/T . (B) 0 , 2πR /T(C) 0 , 0. (D) 2πR /T , 0、 ［ b ］ 8、 以下五种运动形式中,a 保持不变的运动就是(A) 单摆的运动. (B) 匀速率圆周运动.(C) 行星的椭圆轨道运动. (D) 抛体运动.(E) 圆锥摆运动. ［ d ］9、对于沿曲线运动的物体,以下几种说法中哪一种就是正确的:(A) 切向加速度必不为零.-12a p(B) 法向加速度必不为零(拐点处除外).(C) 由于速度沿切线方向,法向分速度必为零,因此法向加速度必为零.(D) 若物体作匀速率运动,其总加速度必为零. (E) 若物体的加速度a 为恒矢量,它一定作匀变速率运动. ［ b ］ 10、 质点作曲线运动,r 表示位置矢量,v 表示速度,a 表示加速度,S 表示路程,a 表示切向加速度,下列表达式中,(1) a t = d /d v , (2) v =t r d /d , (3) v =t S d /d , (4) t a t =d /d v .(A) 只有(1)、(4)就是对的.(B) 只有(2)、(4)就是对的.(C) 只有(2)就是对的.(D) 只有(3)就是对的.［ d ］11、 某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=,式中的k 为大于零的常量.当0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系就是(A) 0221v v +=kt , (B) 0221v v +-=kt , (C) 02121v v +=kt , (D) 02121v v +-=kt ［ b c ］ 12、 一物体从某一确定高度以0v 的速度水平抛出,已知它落地时的速度为t v ,那么它运动的时间就是(A) g t 0v v -. (B) gt 20v v - . (C) ()g t2/1202v v -. (D) ()g t 22/1202v v - 、 [ c ]13、一质点在平面上作一般曲线运动,其瞬时速度为v ,瞬时速率为v ,某一时间内的平均速度为v ,平均速率为v ,它们之间的关系必定有: (A)v v v,v == (B)v v v,v =≠ (C)v v v,v ≠≠ (D)v v v,v ≠= [ d ] 14、在相对地面静止的坐标系内,A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶,A 船沿x轴正向,B 船沿y 轴正向.今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i 、j 表示),那么在A 船上的坐标系中,B 船的速度(以m/s 为单位)为 (A) 2i ＋2j . (B) -2i ＋2j . (C) －2i －2j . (D) 2i －2j . ［ b ］15、一条河在某一段直线岸边同侧有A 、B 两个码头,相距1 km.甲、乙两人需要从码头A 到码头B ,再立即由B 返回.甲划船前去,船相对河水的速度为4 km/h;而乙沿岸步行,步行速度也为4 km/h.如河水流速为 2 km/h, 方向从A 到B ,则(A) 甲比乙晚10分钟回到A . (B) 甲与乙同时回到A .(C) 甲比乙早10分钟回到A . (D) 甲比乙早2分钟回到A .［ a ］16、一飞机相对空气的速度大小为 200 km/h, 风速为56 km/h,方向从西向东.地面雷达站测得飞机速度大小为 192 km/h,方向就是(A) 南偏西16、3°. (B) 北偏东16、3°.(C) 向正南或向正北. (D) 西偏北16、3°.(E) 东偏南16、3°. ［ e c ］17、 下列说法哪一条正确？(A) 加速度恒定不变时,物体运动方向也不变.(B) 平均速率等于平均速度的大小.(C) 不管加速度如何,平均速率表达式总可以写成(v 1、v 2 分别为初、末速率) ()2/21v v v +=.(D) 运动物体速率不变时,速度可以变化. ［ d ］18、 下列说法中,哪一个就是正确的？(A) 一质点在某时刻的瞬时速度就是2 m/s,说明它在此后1 s 内一定要经过2m 的路程.(B) 斜向上抛的物体,在最高点处的速度最小,加速度最大.(C) 物体作曲线运动时,有可能在某时刻的法向加速度为零.(D) 物体加速度越大,则速度越大. ［ c ］19、 某人骑自行车以速率v 向西行驶,今有风以相同速率从北偏东30°方向吹来,试问人感到风从哪个方向吹来？(A) 北偏东30°. (B) 南偏东30°.(C) 北偏西30°. (D) 西偏南30°.c ］20、在升降机天花板上拴有轻绳,其下端系一重物,当升降机以加速度a 1上升时,绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半,问升降机以多大加速度上升时,绳子刚好被拉断？(A) 2a 1. (B) 2(a 1+g ).(C) 2a 1＋g. (D) a 1＋g. ［ c ］21、 水平地面上放一物体A ,它与地面间的滑动摩擦系数为μ.现加一恒力F 如图所示.欲使物体A 有最大加速度,则恒力F 与水平方向夹角θ 应满足(A) sin θ ＝μ. (B) cos θ ＝μ. (C) tg θ ＝μ. (D) ctg θ ＝μ. ［ d c ］22、 一只质量为m 的猴,原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M 的直杆,悬线突然断开,小猴则沿杆子竖直向上爬以保持它离地面的高度不变,此时直杆下落的加速度为 (A) g 、 (B) g M m 、 (C) g M m M +、 (D) g mM m M -+ 、 (E) g M m M -、 [ c ] 23、如图所示,质量为m 的物体A 用平行于斜面的细线连结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体开始脱离斜面时,它的加速度的大小为a 1(A) g sin θ. (B) g cos θ.(C) g ctg θ. (D) g tg θ. ［ c ］24、如图所示,一轻绳跨过一个定滑轮,两端各系一质量分别为m 1与m 2的重物,且m 1>m 2.滑轮质量及轴上摩擦均不计,此时重物的加速度的大小为a .今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替质量为m 1的物体,可得质量为m 2的重物的加速度为的大小a ′,则(A) a ′= a (B) a ′> a(C) a ′< a (D) 不能确定、［ b ］25、升降机内地板上放有物体A ,其上再放另一物体B ,二者的质量分别为M A、M B .当升降机以加速度a 向下加速运动时(a <g ),物体A 对升降机地板的压力在数值上等于(A) M A g 、(B) (M A +M B )g 、(C) (M A +M B )(g +a )、 (D) (M A +M B )(g -a )、 d ］26、如图,滑轮、绳子质量及运动中的摩擦阻力都忽略不计,物体A 的质量m 1大于物体B 的质量m 2.在A 、B 运动过程中弹簧秤S 的读数就是(A) .)(21g m m + (B) .)(21g m m - (C) .22121g m m m m + (D) .42121g m m m m + ［ a d ］ 27、如图所示,质量为m 的物体用细绳水平拉住,静止在倾角为θ的固定的光滑斜面上,则斜面给物体的支持力为(A) θcos mg 、 (B) θsin mg 、(C) θcos mg 、 (D) θsin mg 、 [ c ] 28、光滑的水平桌面上放有两块相互接触的滑块,质量分别为m 1与m 2,且m 1<m 2.今对两滑块施加相同的水平作用力,如图所示.设在运动过程中,两滑块不离开,则两滑块之间的相互作用力N 应有(A) N =0、 (B) 0 < N < F 、(C) F < N <2F 、 (D) N > 2F 、 ［ b ］ 29、 用水平压力F 把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止.当F 逐渐增大时,物体所受的静摩擦力f(A) 恒为零.(B) 不为零,但保持不变.(C) 随F 成正比地增大.(D) 开始随F 增大,达到某一最大值后,就保持不变 ［30、两个质量相等的小球由一轻弹簧相连接,再用一细绳悬挂于天花板上,处于静止状态,如图所示.将绳子剪断的瞬间,球1与球2的加速度分别为(A) a 1＝ｇ,a 2＝ｇ. (B) a 1＝0,a 2＝ｇ. (C) a 1＝ｇ,a 2＝0. (D) a 1＝2ｇ,a 2＝0.［ b d ］ 31、竖立的圆筒形转笼,半径为R ,绕中心轴OO ＇转动,物块A 1紧靠在圆筒的内壁上,物块与圆筒间的摩擦系数为μ,要使物块A 不下落,圆筒转动的角速度ω至少应为(A) R g μ (B)g μ(C) Rg μ (D)R g ［ a c ］ 32、 一个圆锥摆的摆线长为l ,摆线与竖直方向的夹角恒为θ,如图所示.则摆锤转动的周期为(A) g l 、 (B) gl θcos 、 (C) g l π2、 (D) gl θπcos 2 、 ［ d ］ 33、一公路的水平弯道半径为R ,路面的外侧高出内侧,并与水平面夹角为θ.要使汽车通过该段路面时不引起侧向摩擦力,则汽车的速率为(A) Rg 、 (B) θtg Rg 、(C) θθ2sin cos Rg 、 (D) θctg Rg［ b ］34、 一段路面水平的公路,转弯处轨道半径为R ,汽车轮胎与路面间的摩擦系数为μ,要使汽车不致于发生侧向打滑,汽车在该处的行驶速率(A) 不得小于gR μ. (B) 不得大于gR μ.(C) 必须等于gR 2. (D) 还应由汽车的质量M 决定. ［ b ］35、 在作匀速转动的水平转台上,与转轴相距R 处有一体积很小的工件A ,如图所示.设工件与转台间静摩擦系数为μs ,若使工件在转台上无滑动,则转台的角速度ω应满足(A) Rg s μω≤、 (B) R g s 23μω≤、 (C) R g s μω3≤、 (D) Rg s μω2≤、 ［ a ］ 36、质量为m 的质点,以不变速率v 沿图中正三角形ABC的水平光滑轨道运动.质点越过A 角时,轨道作用于质点的冲量的大小为 (A) m v . (B) m v .(C) m v . (D) 2m v . ［ a c ］37、一炮弹由于特殊原因在水平飞行过程中,突然炸裂成两块,其中一块作自由下落,则另一块着地点(飞行过程中阻力不计)(A) 比原来更远. (B) 比原来更近.(C) 仍与原来一样远. (D) 条件不足,不能判定. 38、 如图所示,砂子从h ＝0.8 m 高处下落到以3 m ／s的速率水平向右运动的传送带上.取重力加速度g ＝10 m ／s 2.传送带给予刚落到传送带上的砂子的作用力的方向为(A) 与水平夹角53°向下. (B) 与水平夹角53°向上.(C) 与水平夹角37°向上.θ l ωO R A Ah 1v v 23(D) 与水平夹角37°向下. ［ b ］39、 质量为20 g 的子弹沿X 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后,与木块一起仍沿X 轴正向以50 m/s 的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为(A) 9 N·s 、 (B) -9 N·s .(C)10 N·s . (D) -10 N·s . ［ a ］ 40、质量分别为m A 与m B (m A >m B )、速度分别为A v 与B v (v A > v B )的两质点A 与B ,受到相同的冲量作用,则(A) A 的动量增量的绝对值比B 的小.(B) A 的动量增量的绝对值比B 的大.(C) A 、B 的动量增量相等.(D) A 、B 的速度增量相等. ［ c ］41、在水平冰面上以一定速度向东行驶的炮车,向东南(斜向上)方向发射一炮弹,对于炮车与炮弹这一系统,在此过程中(忽略冰面摩擦力及空气阻力)(A) 总动量守恒.(B) 总动量在炮身前进的方向上的分量守恒,其它方向动量不守恒.(C) 总动量在水平面上任意方向的分量守恒,竖直方向分量不守恒.(D) 总动量在任何方向的分量均不守恒.42、 质量为20 g 的子弹,以400 m/s 的速率沿图示方向射入一原来静止的质量为980 g 的摆球中,摆线长度不可伸缩.子弹射入后开始与摆球一起运动的速率为(A) 2 m/s. (B) 4 m/s.(C) 7 m/s . (D) 8 m/s. ［ b ］ 43、A 、B 两木块质量分别为m A 与m B ,且m B ＝2m A ,两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平桌面上,如图所示.若用外力将两木块压近使弹簧被压缩,然后将外力撤去,则此后两木块运动动能之比E KA /E KB 为(A) 21. (B) 2/2. (C) 2. (D) 2. ［ d ］44、质量为m 的小球,沿水平方向以速率v 与固定的竖直壁作弹性碰撞,设指向壁内的方向为正方向,则由于此碰撞,小球的动量增量为(A) m v . (B) 0.(C) 2m v . (D) –2m v . ［ d45、机枪每分钟可射出质量为20 g 的子弹900颗,子弹射出的速率为800 m/s,则射击时的平均反冲力大小为(A) 0、267 N. (B) 16 N.(C)240 N. (D) 14400 N. ［ d c ］46、人造地球卫星,绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆的一个焦点上,则卫星的(A)动量不守恒,动能守恒.(B)动量守恒,动能不守恒.(C)对地心的角动量守恒,动能不守恒.(D)对地心的角动量不守恒,动能守恒. ［ c ］47、一质点作匀速率圆周运动时,(A) 它的动量不变,对圆心的角动量也不变.(B) 它的动量不变,对圆心的角动量不断改变.(C) 它的动量不断改变,对圆心的角动量不变.(D) 它的动量不断改变,对圆心的角动量也不断改变. ［ c ］48、一个质点同时在几个力作用下的位移为: k j i r 654+-=∆ (SI)其中一个力为恒力k j i F 953+--= (SI),则此力在该位移过程中所作的功为(A) -67 J. (B) 17 J.(C) 67 J. (D) 91 J. ［ c ］49、质量分别为m 与4m 的两个质点分别以动能E 与4E 沿一直线相向运动,它们的总动量大小为 (A) 2mE 2 (B) mE 23. (C) mE 25. (D) mE 2)122(- ［ b ］50、如图所示,木块m 沿固定的光滑斜面下滑,当下降h 高度时,重力作功的瞬时功率就是: (A)21)2(gh mg . (B)21)2(cos gh mg θ. (C)21)21(sin gh mg θ. (D)21)2(sin gh mg θ. ［ d ］51、已知两个物体A 与B 的质量以及它们的速率都不相同,若物体A 的动量在数值上比物体B 的大,则A 的动能E KA 与B 的动能E KB 之间(A) E KB 一定大于E KA . (B) E KB 一定小于E KA .(C) E KB ＝E KA . (D) 不能判定谁大谁小. ［ d ］52、对于一个物体系来说,在下列的哪种情况下系统的机械能守恒？(A) 合外力为0.(B) 合外力不作功.(C) 外力与非保守内力都不作功.(D) 外力与保守内力都不作功. ［ d ］53、下列叙述中正确的就是(A)物体的动量不变,动能也不变.(B)物体的动能不变,动量也不变.(C)物体的动量变化,动能也一定变化.(D)物体的动能变化,动量却不一定变化. ［ d ］54、作直线运动的甲、乙、丙三物体,质量之比就是 1∶2∶3.若它们的动能相等,并且作用于每一个物体上的制动力的大小都相同,方向与各自的速度方向相反,则它们制动距离之比就是(A) 1∶2∶3. (B) 1∶4∶9.(C) 1∶1∶1. (D) 3∶2∶1.(E) 3∶2∶1. ［ d ］55、 速度为v 的子弹,打穿一块不动的木板后速度变为零,设木板对子弹的阻力就是恒定的.那么,当子弹射入木板的深度等于其厚度的一半时,子弹的速度就是(A) v 41. (B) v 31. θ h m(C) v 21. (D) v 21. ［ d ］ 56、 考虑下列四个实例.您认为哪一个实例中物体与地球构成的系统的机械能不守恒?(A) 物体作圆锥摆运动.(B) 抛出的铁饼作斜抛运动(不计空气阻力).(C) 物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升.(D) 物体在光滑斜面上自由滑下. ［ c ］57、一竖直悬挂的轻弹簧下系一小球,平衡时弹簧伸长量为d .现用手将小球托住,使弹簧不伸长,然后将其释放,不计一切摩擦,则弹簧的最大伸长量(A) 为d . (B) 为d 2.(C) 为2d . (D) 条件不足无法判定. ［ c ］58、A 、B 两物体的动量相等,而m A ＜m B ,则A 、B 两物体的动能(A) E KA ＜E K B . (B) E KA ＞E KB .(C) E KA ＝E K B . (D) 孰大孰小无法确定. ［ b ］59、如图所示,一个小球先后两次从P 点由静止开始,分别沿着光滑的固定斜面l 1与圆弧面l 2下滑.则小球滑到两面的底端Q 时的(A) 动量相同,动能也相同. (B) 动量相同,动能不同.(C) 动量不同,动能也不同.(D) 动量不同,动能相同. ［ a ］60、一物体挂在一弹簧下面,平衡位置在O 点,现用手向下拉物体,第一次把物体由O 点拉到M 点,第二次由O 点拉到N 点,再由N 点送回M 点.则在这两个过程中(A) 弹性力作的功相等,重力作的功不相等. (B) 弹性力作的功相等,重力作的功也相等. (C) 弹性力作的功不相等,重力作的功相等. (D) 弹性力作的功不相等,重力作的功也不相等. ［ b ］61、物体在恒力F 作用下作直线运动,在时间∆t 1内速度由0增加到v ,在时间∆t 2内速度由v 增加到2 v ,设F 在∆t 1内作的功就是W 1,冲量就是I 1,在∆t 2内作的功就是W 2,冲量就是I 2.那么,(A) W 1 = W 2,I 2 > I 1. (B) W 1 = W 2,I 2 < I 1.(C) W 1 < W 2,I 2 = I 1. (D) W 1 > W 2,I 2 = I 1. ［ c ］62、两个质量相等、速率也相等的粘土球相向碰撞后粘在一起而停止运动、 在此过程中,由这两个粘土球组成的系统,(A) 动量守恒,动能也守恒.(B) 动量守恒,动能不守恒.(C) 动量不守恒,动能守恒.(D) 动量不守恒,动能也不守恒. ［ c ］63、 一子弹以水平速度v 0射入一静止于光滑水平面上的木块后,随木块一起运动.对于这一过程正确的分析就是(A) 子弹、木块组成的系统机械能守恒.(B) 子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒.(C) 子弹所受的冲量等于木块所受的冲量.(D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加. ［ b ］64、一光滑的圆弧形槽M 置于光滑水平面上,一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下,不计空气阻力.对于这一过程,以下哪种分析就是对的？(A) 由m 与M 组成的系统动量守恒.(B) 由m 与M 组成的系统机械能守恒.(C) 由m 、M 与地球组成的系统机械能守恒.(D) M 对m 的正压力恒不作功.65、两木块A 、B 的质量分别为m 1与m 2,用一个质量不计、劲度系数为k 的弹簧连接起来.把弹簧压缩x 0并用线扎住,放在光滑水平面上,A 紧靠墙壁,如图所示,然后烧断扎线.判断下列说法哪个正确.(A) 弹簧由初态恢复为原长的过程中,以A 、B 、弹簧为系统,动量守恒.(B) 在上述过程中,系统机械能守恒.(C) 当A 离开墙后,整个系统动量守恒,机械能不守恒.(D) A 离开墙后,整个系统的总机械能为2021kx ,总动量为零. ［ c ］ 66、两个匀质圆盘A 与B 的密度分别为A ρ与B ρ,若ρA ＞ρB ,但两圆盘的质量与厚度相同,如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为J A 与J B ,则(A) J A ＞J B . (B) J B ＞J A .(C) J A ＝J B . (D) J A 、J B 哪个大,不能确定. ［ b ］67、 关于刚体对轴的转动惯量,下列说法中正确的就是(A)只取决于刚体的质量,与质量的空间分布与轴的位置无关.(B)取决于刚体的质量与质量的空间分布,与轴的位置无关.(C)取决于刚体的质量、质量的空间分布与轴的位置.(D)只取决于转轴的位置,与刚体的质量与质量的空间分布无关.［ c ］68、 均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆动到竖直位置的过程中,下述说法哪一种就是正确的？ (A) 角速度从小到大,角加速度从大到小.(B) 角速度从小到大,角加速度从小到大.(C) 角速度从大到小,角加速度从大到小.(D) 角速度从大到小,角加速度从小到大. ［ b ］69、 一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O 以角速度ω按图示方向转动、若如图所示的情况那样,将两个大小相等方向相反但不在同一条直线的力F 沿盘面同时作用到圆盘上,则圆盘的角速度ω (A) 必然增大. (B) 必然减少. 6568、69、(C) 不会改变. (D) 如何变化,不能确定. ［ b ］70、 有一半径为R 的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动,转动惯量为J ,开始时转台以匀角速度ω0转动,此时有一质量为m 的人站在转台中心.随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时,转台的角速度为(A) 02ωmRJ J +. (B) ()02ωR m J J +. (C) 02ωmRJ . (D) 0ω. ［ a ］ 71、 如图所示,一水平刚性轻杆,质量不计,杆长l ＝20cm ,其上穿有两个小球.初始时,两小球相对杆中心O 对称放置,与O 的距离d ＝5 cm ,二者之间用细线拉紧.现在让细杆绕通过中心O 的竖直固定轴作匀角速的转动,转速为ω0,再烧断细线让两球向杆的两端滑动.不考虑转轴的与空气的摩擦,当两球都滑至杆端时,杆的角速度为(A) 2ω0. (B)ω 0.(C) 21 ω 0. (D)041ω. ［ ］ 72、 刚体角动量守恒的充分而必要的条件就是(A) 刚体不受外力矩的作用.(B) 刚体所受合外力矩为零.(C) 刚体所受的合外力与合外力矩均为零.(D) 刚体的转动惯量与角速度均保持不变. ［ ］73、 一块方板,可以绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动.最初板自由下垂.今有一小团粘土,垂直板面撞击方板,并粘在板上.对粘土与方板系统,如果忽略空气阻力,在碰撞中守恒的量就是(A) 动能. (B) 绕木板转轴的角动量.(C) 机械能. (D) 动量. ［ ］74、如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O 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(A) 只有机械能守恒.(B) 只有动量守恒.(C) 只有对转轴O 的角动量守恒.(D) 机械能、动量与角动量均守恒. ［ ］75、质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上.平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动,转动惯量为J .平台与小孩开始时均静止.当小孩突然以相对于地面为v 的速率在台边缘沿逆时针转向走动时,则此平台相对地面旋转的角速度与旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω,顺时针. (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω,逆时针. (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω,顺时针. (D) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω,逆时针.大学物理力学题库及答案［ ］76、 一水平圆盘可绕通过其中心的固定竖直轴转动,盘上站着一个人、把人与圆盘取作系统,当此人在盘上随意走动时,若忽略轴的摩擦,此系统(A) 动量守恒.(B) 机械能守恒.(C) 对转轴的角动量守恒.(D) 动量、机械能与角动量都守恒.(E) 动量、机械能与角动量都不守恒. ［ ］77、光滑的水平桌面上有长为2l 、质量为m 的匀质细杆,可绕通过其中点O 且垂直于桌面的竖直固定轴自由转动,转动惯量为231ml ,起初杆静止.有一质量为m 的小球在桌面上正对着杆的一端,在垂直于杆长的方向上,以速率v 运动,如图所示.当小球与杆端发生碰撞后,就与杆粘在一起随杆转动.则这一系统碰撞后的转动角速度就是(A) 12v l . (B) l32v . (C) l 43v . (D) lv 3. ［ ］ 78、如图所示,一静止的均匀细棒,长为L 、质量为M ,可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O 在水平面内转动,转动惯量为231ML .一质量为m 、速率为v 的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端,设穿过棒后子弹的速率为v 21,则此时棒的角速度应为 (A) ML m v . (B) MLm 23v . (C) ML m 35v . (D) MLm 47v . ［ ］ 79、光滑的水平桌面上,有一长为2L 、质量为m 的匀质细杆,可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O 自由转动,其转动惯量为31mL 2,起初杆静止.桌面上有两个质量均为m 的小球,各自在垂直于杆的方向上,正对着杆的一端,以相同速率v 相向运动,如图所示.当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后,就与杆粘在一起转动,则这一系统碰撞后的转动角速度应为 (A) L 32v . (B) L54v . (C) L 76v . (D) L98v . (E) L712v . ［ ］ 80、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J 0,角速度为ω0.然后她将两臂收回,使转动惯量减少为31J 0.这时她转动的角速度变为 (A) 31ω0. (B) ()3/1 ω0.78、v 俯视图79、O v俯视图大学物理力学题库及答案 (C) 3 ω0. (D) 3 ω0.［ ］二、填空题: 81、一物体质量为M ,置于光滑水平地板上.今用一水平力F 通过一质量为m 的绳拉动物体前进,则物体的加速度a ＝______________,绳作用于物体上的力T ＝_________________.82、图所示装置中,若两个滑轮与绳子的质量以及滑轮与其轴之间的摩擦都忽略不计,绳子不可伸长,则在外力F 的作用下,物体m 1与m 2的加速度为a =______________________,m 1与m 2间绳子的张力T=________________________.83、在如图所示的装置中,两个定滑轮与绳的质量以及滑轮与其轴之间的摩擦都可忽略不计,绳子不可伸长,m 1与平面之间的摩擦也可不计,在水平外力F 的作用 下,物体m 1与m 2的加速度a ＝______________,绳中的张力T ＝_________________. 84、如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为μ,当这货车爬一与水平方向成θ角的平缓山坡时,要不使箱子在车底板上滑动,车的最大加速度a max ＝_______________________________________. 85、一物体质量M ＝2 kg,在合外力i t F )23(+= (SI )的作用下,从静止开始运动,式中i 为方向一定的单位矢量, 则当ｔ＝1 s 时物体的速度1v ＝__________.86、设作用在质量为1 kg 的物体上的力F ＝6t ＋3(SI).如果物体在这一力的作用下,由静止开始沿直线运动,在0到2、0 s 的时间间隔内,这个力作用在物 体上的冲量大小Ｉ＝__________________.87、一质量为m 的小球A ,在距离地面某一高度处以速度v 水平抛出,触地后反跳.在抛出t 秒后小球A 跳回原高度,速度仍沿水平方向,速度大小也与抛出时相同,如图.则小球A 与地面碰撞过程中,地面给它的冲量的方向为 ________________,冲量的大小为____________________.88、两个相互作用的物体A 与B ,无摩擦地在一条水平直线上运动.物体A 的动量就是时间的函数,表达式为 P A = P 0 – b t ,式中P 0 、b 分别为正值常量,t 就是时间.在下列两种情况下,写出物体B 的动量作为时间函数的表达式:(1) 开始时,若B 静止,则 P B 1＝______________________;(2) 开始时,若Ｂ的动量为 – P 0,则P B 2 = _____________.89、有两艘停在湖上的船,它们之间用一根很轻的绳子连接.设第一艘船与人的总质量为250 kg , 第二艘船的总质量为500 kg,水的阻力不计.现在站在第一艘船上的人用F = 50 N 的水平力来拉绳子,则5 s 后第一艘船的速度大小为_________;第二艘船的速度大小为______. 81 83、87 2大学物理力学题库及答案90、质量为m 的小球自高为y 0处沿水平方向以速率v 0抛出,与地面碰撞后跳起的最大高度为21y 0,水平速率为21v 0,则碰撞过程中 (1) 地面对小球的竖直冲量的大小为 ________________________; (2) 地面对小球的水平冲量的大小为________________________. 91、质量为M 的平板车,以速度v 在光滑的水平面上滑行,一质量为m 的物 体从h 高处竖直落到车子里.两者一起运动时的速度大小为_______________.92、如图所示,质量为M 的小球,自距离斜面高度为h 处自由下落到倾角为30°的光滑固定斜面上.设碰撞就是完全弹性的,则小球对斜面的冲量的大小为________,方向为____________________________. 93、一质量为m 的物体,以初速0v 从地面抛出,抛射角θ＝30°,如忽略空气阻力,则从抛出到刚要接触地面的过程中(1) 物体动量增量的大小为________________,(3) 物体动量增量的方向为________________. 94、如图所示,流水以初速度1v 进入弯管,流出时的速度为2v ,且v 1＝v 2＝v .设每秒流入的水质量为q ,则在管子转弯处,水对管壁的平均冲力大小就是______________,方向__________________.(管内水受到的重力不考虑)95、质量为m 的质点,以不变的速率v 经过一水平光滑轨道的︒60弯角时,轨道作用于质点的冲量大小Ｉ＝________________.96、质量为m 的质点,以不变的速率v 经过一水平光滑轨道的︒60弯角时,轨道作用于质点的冲量大小Ｉ＝________________.97、质量为M 的车以速度v 0沿光滑水平地面直线前进,车上的人将一质量为m 的物体相对于车以速度u 竖直上抛,则此时车的速度v ＝______.98、一质量为30 kg 的物体以10 m·s -1的速率水平向东运动,另一质量为20 kg 的物体以20 m·s -1的速率水平向北运动。
大学物理力学基础训练及答案
力学基础训练一选择题1·某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作(A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向． (B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． (C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向．(D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向． ［ ］2. 一质点作直线运动，某时刻的瞬时速度=v 2 m/s ，瞬时加速度2/2s m a -=，则一秒钟后质点的速度(A) 等于零． (B) 等于-2 m/s ． (C) 等于2 m/s ． (D) 不能确定． ［ ］3. 如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动．设该人以匀速率0v 收绳，绳不伸长、湖水静止，则小船的运动是(A) 匀加速运动． (B) 匀减速运动． (C) 变加速运动． (D) 变减速运动．(D) 匀速直线运动． ［ ］4. 某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量．当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是(A) 0221v v +=kt , (B) 0221v v +-=kt ,(C) 02121v v +=kt , (D) 02121v v +-=kt ［ ］5.在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向．今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y方向单位矢用i 、j 表示)，那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以m/s 为单位）为 (A) 2i ＋2j ． (B) -2i ＋2j．(C) －2i －2j ． (D) 2i －2j． ［ ］6. 一质点作匀速率圆周运动时，.(A) 它的动量不变，对圆心的角动量也不变． (B) 它的动量不变，对圆心的角动量不断改变． (C) 它的动量不断改变，对圆心的角动量不变． (D) 它的动量不断改变，对圆心的角动量也不断改变． ［ ］7.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示．今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？ (A) 角速度从小到大，角加速度从大到小．(B) 角速度从小到大，角加速度从小到大． (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小．(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大． ［ ］8. 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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A) 31ω0． (B) ()3/1 ω0．(C) 3 ω0． (D) 3 ω0． ［ ］9. 如图所示，一静止的均匀细棒，长为L 、质量为M ，可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O 在水平面内转动，转动惯量为231ML ．一质量为m 、速率为v 的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为v 21，则此时棒的角速度应为(A) ML m v ． (B) ML m 23v．(C) ML m 35v ． (D) ML m 47v． ［ ］.俯视图10. 如图所示，一水平刚性轻杆，质量不计，杆长l ＝20 cm ，其上穿有两个小球．初始时，两小球相对杆中心O 对称放置，与O 的距离d ＝5 cm ，二者之间用细线拉紧．现在让细杆绕通过中心O 的竖直固定轴作匀角速的转动，转速为ω 0，再烧断细线让两球向杆的两端滑动．不考虑转轴的和空气的摩擦，当两球都滑至杆端时，杆的角速度为 (A) 2ω 0． (B)ω 0．(C) 21 ω 0． (D)041ω． ［ ］二填空题11 一质点沿x 方向运动，其加速度随时间变化关系为 a = 3+2 t (SI) ,如果初始时质点的速度v 0为5 m/s ，则当ｔ为3s 时，质点的速度v = .12. 质点p 在一直线上运动，其坐标x 与时间t 有如下关系： x =－A sin ω t (SI) (A 为常数)(1) 任意时刻ｔ，质点的加速度a =____________；(2) 质点速度为零的时刻t =______________．13. 一质点从静止出发沿半径R =1 m 的圆周运动，其角加速度随时间t 的变化规律是β =12t 2-6t (SI)， 则质点的角速ω =______________________________；切向加速度 a t =________________________．14. 如图所示，x 轴沿水平方向，y 轴竖直向下，在t ＝0时刻将质量为m 的质点由a 处静止释放，让它自由下落，则在任意时刻t ，质点所受的对原点O 的力矩M＝________________；在任意时刻t ，质点对原点Ｏ的角动量L＝__________________．15.质点P 的质量为2 kg ，位置矢量为 r，速度为v ，它受到力F的作用．这三个矢量均在Oxy 面内，某时刻它们的方向如图所示，且r ＝3.0 m ，v ＝4.0 m/s ，F=2 N ，则此刻该质点对原点O 的角动量L＝____________________；作用在质点上的力对原点的力矩M＝________________． 16. 某质点在力F ＝(4＋5x )i(SI)的作用下沿x 轴作直线运动，在从x ＝0移17.动到x ＝10 m 的过程中，力F所做的功为__________．17. 利用皮带传动，用电动机拖动一个真空泵．电动机上装一半径为 0.1m 的轮子，真空泵上装一半径为0.29m 的轮子，如图所示．如果电动机的转速为1450 rev/min ，则真空泵上的轮子的边缘上一点的线速度为__________________，真空泵的转速为____________________．18.一长为l ，质量可以忽略的直杆，可绕通过其一端的水平光滑轴在竖直平面内作定轴转动，在杆的另一端固定着一质量为m 的小球，如图所示．现将杆由水平位置无初转速地释放．则杆刚被释放时的角加速度β0＝____________，杆与水平方向夹角为60°时的角加速度β ＝________________．m19.一长为l 、质量可以忽略的直杆，两端分别固定有质量为2m 和m 的小球，杆可绕通过其中心O 且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动．开始杆与水平方向成某一角度θ，处于静止状态，如图所示．释放后，杆绕O 轴转动．则当杆转到水平位置时，该系统所受到的合外力矩的大小M ＝_____________________，此时该系统角加速度的大小β ＝______________________．20. 一飞轮以角速度ω0绕光滑固定轴旋转，飞轮对轴的转动惯量为J 1；另一静止飞轮突然和上述转动的飞轮啮合，绕同一转轴转动，该飞轮对轴的转动惯量为前者的二倍．啮合后整个系统的角速度ω＝__________________．三 计算题21. 一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式．22. 一人从10 m 深的井中提水．起始时桶中装有10 kg 的水，桶的质量为1 kg ，由于水桶漏水，每升高1 m 要漏去0.2 kg 的水．求水桶匀速地从井中提到井口，人所作的功．23. 如图所示，一个质量为m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联，绳子质量可以忽略，它与定滑轮之间无滑动．假设定滑轮质量为M 、半径为R ，其转动惯量为221MR ，滑轮轴光滑．试求该物体由静止开始下落的过程中，下落速度与时间的关系．24.一长为1 m 的均匀直棒可绕过其一端且与棒垂直的水平光滑固定轴转动．抬起另一端使棒向上与水平面成60°，然后无初转速地将棒释放．已知棒对轴的转动惯量为231ml ，其中m 和l 分别为棒的质量和长度．求：(1) 放手时棒的角加速度； (2) 棒转到水平位置时的角加速度．25. 一质量m = 6.00 kg 、长l = 1.00 m 的匀质棒，放在水平桌面上，可绕通过其中心的竖直固定轴转动，对轴的转动惯量J = ml 2 / 12．t = 0时棒的角速度ω0 = 10.0 rad ·s -1．由于受到恒定的阻力矩的作用，t = 20 s 时，棒停止运动．求： (1) 棒的角加速度的大小； (2) 棒所受阻力矩的大小； (3) 从t = 0到t = 10 s 时间内棒转过的角度．26.如图所示，A 和B 两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为 J ＝10 kg ·m 2 和 J ＝20kg ·m 2．开始时，A 轮转速为600 rev/min ，B 轮静止．C为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连，当C 的左右组件啮合时，B 轮得到加速而A 轮减速，直到两轮的转速相等为止．设轴光滑，求：(1) 两轮啮合后的转速n ； (2) 两轮各自所受的冲量矩．27. 质量为M ＝0.03 kg ，长为l ＝0.2 m 的均匀细棒，在一水平面内绕通过棒中心并与棒垂直的光滑固定轴自由转动．细棒上套有两个可沿棒滑动的小物体，每个质量都为m ＝0.02 kg ．开始时，两小物体分别被固定在棒中心的两侧且距棒中心各为r ＝0.05 m ，此系统以n 1＝15 rev/ min 的转速转动．若将小物体松开,设它们在滑动过程中受到的阻力正比于它们相对棒的速度,(已知棒对中心轴的转动惯量为Ml 2 / 12)求：(1) 当两小物体到达棒端时，系统的角速度是多少？ (2) 当两小物体飞离棒端，棒的角速度是多少？四 理论推导与证明题28. 一艘正在沿直线行驶的电艇，在发动机关闭后，其加速度方向与速度方向相反，大小与速度平方成正比，即2/d d v v K t -=， 式中K 为常量．试证明电艇在关闭发动机后又行驶x 距离时的速度为 )e x p (0Kx -=v v 其中0v 是发动机关闭时的速度．力学基础训练答案一 选择题1. (D)2. (D)3. (C)4. (C)5. (B)6. (C)7. (A)8. (D)9. (B) 10. (D) 二.填空题11. 23 m/s 12. t A ωωsin 2-()ωπ+1221n (n = 0,1,… ) 13. 4t 3-3t 2 (rad/s) 12t 2-6t (m/s 2)14. mgb kmgbt k15. k 12 kg· m 2 · s-1k3 N · m16. 290 J17. v ≈15.2 m /sn 2＝500 rev /min 18. g / lg / (2l ) 19. mgl 212g / (3l ) 20. 031ω三 计算题21. 解： =a d v /d t 4=t ， d v 4=t d t⎰⎰=vv 0d 4d tt tv 2=t 2v d =x /d t 2=t 2t tx tx x d 2d 02⎰⎰=x 2= t 3 /3+x 0 (SI)22. 解：选竖直向上为坐标y 轴的正方向，井中水面处为原点．由题意知，人匀速提水，所以人所用的拉力F 等于水桶的重量 即： F =P =gy mg ky P 2.00-=-=107.8-1.96y (SI) 人的拉力所作的功为：W=⎰⎰=Hy F W 0d d ＝⎰-10d )96.18.107(y y =980 J23. 解：根据牛顿运动定律和转动定律列方程对物体： mg －T ＝ma ① 对滑轮： TR = J β ② 运动学关系： a ＝R β ③ 将①、②、③式联立得a ＝mg / (m ＋21M )∵ v 0＝0，∴ v ＝at ＝mgt / (m ＋21M ) 24. 解：设棒的质量为m ，当棒与水平面成60°角并开始下落时，根据转动定律M = J β其中 4/30sin 21mgl mgl M ==于是 2r a d /s 35.743 ===l g J M β 当棒转动到水平位置时， M =21mgl那么 2r a d /s 7.1423 ===lg J M β 25. 解：(1) 0＝ω 0＋β tβ＝－ω 0 / t ＝－0.50 rad ·s -2 (2) M r ＝ml 2β / 12＝－0.25 N ·m(3) θ10＝ω 0t ＋21β t 2＝75 rad 26. 解：(1) 选择A 、B 两轮为系统，啮合过程中只有内力矩作用，故系统角动量守恒J A ωA ＋J B ωB = (J A ＋J B )ω，又ωB ＝0得 ω ≈ J A ωA / (J A ＋J B ) = 20.9 rad / s 转速 ≈n 200 rev/min (2) A 轮受的冲量矩⎰t M A d = J A (ω-ωA ) = -4.19×10 2N ·m ·s 负号表示与A ω方向相反． B 轮受的冲量矩⎰t MBd = J B (ω - 0) = 4.19×102 N ·m ·s方向与A ω相同．27. 解：选棒、小物体为系统，系统开始时角速度为 ω1 = 2πn 1＝1.57 rad/s ．(1) 设小物体滑到棒两端时系统的角速度为ω2．由于系统不受外力矩作用， 所以角动量守恒．a故 2221222112212ωω⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ml Ml mr Ml 2212222121122Ml mr Ml ml ωω⎛⎫+ ⎪⎝⎭=+＝0.628 rad/s(2) 小物体离开棒端的瞬间，棒的角速度仍为ω2．因为小物体离开棒的瞬间 内并未对棒有冲力矩作用． 四 理论推论与证明题28. 证：2d d d d d d d d v xv v t x x v t v K -==⋅= ∴ d v /v =－K d x⎰⎰-=x x K 0d d 10v v vv , Kx -=0ln v v∴ v =v 0e －Kx。
大学力学专业《大学物理（下册）》期末考试试题 含答案
大学力学专业《大学物理（下册）》期末考试试题含答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。
2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一质点的加速度和位移的关系为且，则速度的最大值为_______________ 。
2、均匀细棒质量为，长度为，则对于通过棒的一端与棒垂直的轴的转动惯量为_____，对于通过棒的中点与棒垂直的轴的转动惯量_____。
3、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。
4、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。
当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。
5、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度_____。
6、二质点的质量分别为、. 当它们之间的距离由a缩短到b时，万有引力所做的功为____________。
7、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示. 长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。
8、一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它______________定律；另一束光线称为非常光，它___________定律。
9、一维保守力的势能曲线如图所示，则总能量为的粒子的运动范围为________；在________时，粒子的动能最大;________时，粒子的动能最小。
大学物理刚体力学测试题答案
2
3 1 1 J mi ri m l m l m l 2 2 2 5 2 ml 4
2
对OX轴（垂直纸面向外）的转动惯量为 2 2 2 l
2
l 3
对OZ轴的转动惯量为
1
l O
y
2 2 1 1 1 2 x 2 J mi ri m l m l 0 ml 2 2 2
0 240 转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过 时的切向加速度 at
＝
0.15m s
2
，法向加速度 a n =
0.4 m s2
。
4 角度需变为弧度计算 240 rad 3 4 2 1 2 4 2 16 2 3 t t 2 3 0.5 3
1.如图所示，一均匀圆盘，半径为 R，质量为 m，其中心轴装在光 滑的固定轴上，并与圆盘垂直。在圆盘边上绕一轻绳，绳的下端挂 ' 一质量为 m 的物体，求圆盘的角加速度和圆盘边缘各点切向加速度
4.长为 l 的均匀细棒可绕通过其一端并与之垂直的水平光滑轮转动。 0 3g 设棒从水平位置开始释放，转过 30 时棒的角速度为___________,角 2l 3 3g 。 加速度为__________ 1 4l
h
（1）质心下落高度为 1 h l sin 30 2 重力的功
30
2
l sin 30
1 A mg l sin 30 2
由刚体的动能定理， 1 1 1 1 2 2 mg l sin 30 J 0 ml 2 2 2 3
mg
3g 3g sin 30 l 2l
重力的力矩
1 重力力臂 d 2 l cos 30
清华大学《大学物理》习题库试题及答案_力学习题
一、选择题1．0018：某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作(A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴向(B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向(C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴向(D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向［ ］ 2．5003：一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为 j bt i at r 22 （其中a 、b 为常量），则该质点作(A) 匀速直线运动 (B) 变速直线运动(C) 抛物线运动 (D)一般曲线运动 ［ ］ 3．0015：一运动质点在某瞬时位于矢径 y x r , 的端点处， 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D)22d d d d t y t x 4．0508：质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈。
在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为(A) 2p R /T ， 2p R/T (B) 0 ， 2 R /T (C) 0 ， 0 (D) 2 R /T ， 0. ［ ］ 5．0518：以下五种运动形式中，a 保持不变的运动是(A) 单摆的运动 (B) 匀速率圆周运动(C) 行星的椭圆轨道运动 (D) 抛体运动 (E) 圆锥摆运动 ［ ］6．0519：对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的：(A) 切向加速度必不为零(B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零(D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零 (E) 若物体的加速度a 为恒矢量，它一定作匀变速率运动 ［ ］ 7．0602：质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，S 表示路程，a 表示切向加速度，下列表达式中，(1) a t d /d v ， (2) v t r d /d ， (3) v t S d /d ， (4) ta t d /d v(A) 只有(1)、(4)是对的 (B) 只有(2)、(4)是对的(C) 只有(2)是对的 (D) 只有(3)是对的 ［ ］8．0604：某物体的运动规律为t k t 2d /d v v ，式中的k 为大于零的常量。
大学物理复习题答案
大学物理复习题答案1. 光的干涉现象说明了什么？答案：光的干涉现象说明了光具有波动性。
2. 根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播速度是多少？答案：电磁波的传播速度是光速，即 \(3 \times 10^8\) 米/秒。
3. 描述理想气体状态方程，并解释其物理意义。
答案：理想气体状态方程为 \(PV = nRT\)，其中 \(P\) 表示压强，\(V\) 表示体积，\(n\) 表示气体的摩尔数，\(R\) 是理想气体常数，\(T\) 是温度。
该方程表明，在一定温度和摩尔数下，气体的压强和体积成反比，反映了理想气体分子间无相互作用力，且分子运动遵循统计规律。
4. 简述牛顿第三定律的内容。
答案：牛顿第三定律指出，对于两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
5. 何为相对论性质量增加？答案：相对论性质量增加是指当物体的速度接近光速时，其质量会随着速度的增加而增加，这是由狭义相对论中的时间膨胀和长度收缩效应导致的。
6. 描述库仑定律，并给出其数学表达式。
答案：库仑定律描述了真空中两点电荷之间的相互作用力。
其数学表达式为 \(F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}\)，其中 \(F\) 是两点电荷之间的力，\(k\) 是库仑常数，\(q_1\) 和 \(q_2\) 是两点电荷的电荷量，\(r\) 是两点电荷之间的距离。
7. 简述能量守恒定律，并给出其表达式。
答案：能量守恒定律指出，在封闭系统中，能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，总能量保持不变。
其表达式为 \(\Delta E = 0\)，即系统内能的变化量为零。
8. 什么是波粒二象性？答案：波粒二象性是指微观粒子如电子和光子等，既表现出波动性也表现出粒子性。
这一概念揭示了物质的双重性质，是量子力学的基础之一。
9. 描述胡克定律，并给出其数学表达式。
答案：胡克定律描述了弹性物体在受到外力作用时的形变与力的关系。
大学物理总复习题及答案
大学物理总复习题及答案1. 牛顿第一定律的内容是什么？答案：牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 描述能量守恒定律，并给出一个应用实例。
答案：能量守恒定律表明在一个封闭系统中，能量既不会被创造也不会被消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，其总量保持不变。
例如，当一个物体从高处自由下落时，其势能转化为动能。
3. 简述麦克斯韦方程组的四个方程及其物理意义。
答案：麦克斯韦方程组包括四个方程：高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦修正的安培定律。
高斯定律描述了电场线从正电荷出发，向无穷远处发散；高斯磁定律表明磁场线是闭合的，不存在磁单极子；法拉第电磁感应定律说明了变化的磁场会在周围产生电场；麦克斯韦修正的安培定律则表明变化的电场会在周围产生磁场。
4. 根据胡克定律，弹簧的弹力与什么因素有关？答案：根据胡克定律，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧的劲度系数有关。
5. 描述光的双缝干涉实验，并解释其物理意义。
答案：光的双缝干涉实验中，当光通过两个紧密排列的狭缝时，会在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
这个实验证明了光具有波动性，因为干涉是波动特有的现象，表明光波在通过两个狭缝后相互叠加，形成干涉图样。
6. 简述热力学第一定律，并解释其在实际中的应用。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明在一个封闭系统中，能量既不会被创造也不会被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在实际应用中，例如内燃机的效率计算，就是基于热力学第一定律，通过比较输入的热能和输出的机械能来确定。
7. 什么是相对论性效应？请给出一个例子。
答案：相对论性效应是指当物体的速度接近光速时，会出现的一些违反经典物理直觉的现象，如时间膨胀和长度收缩。
例如，根据狭义相对论，一个高速运动的钟表相对于静止观察者会变慢，这就是时间膨胀的效应。
大学物理复习题及答案
大学物理复习题及答案大学物理复习题及答案大学物理是一门让许多学生头疼的课程，需要掌握大量的理论知识和解题技巧。
为了帮助大家更好地复习和准备考试，本文将提供一些常见的大学物理复习题及其详细解答，希望对大家有所帮助。
1. 问题：什么是牛顿第一定律？请用自己的话解释。
答案：牛顿第一定律，也被称为惯性定律，是牛顿力学的基础之一。
它表明一个物体在没有外力作用时会保持静止或匀速直线运动的状态。
简单来说，物体如果没有受到力的作用，就会保持原来的状态，如果静止就继续保持静止，如果运动就继续保持匀速直线运动。
2. 问题：什么是摩擦力？它有什么特点？答案：摩擦力是物体之间接触时产生的一种力。
它的特点是与物体之间的接触面积和表面粗糙程度有关，同时也与物体之间的压力大小相关。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体相对静止时产生的摩擦力，它的大小与物体之间的相对运动趋势有关。
动摩擦力是物体相对运动时产生的摩擦力，它的大小与物体之间的相对速度有关。
3. 问题：什么是牛顿第二定律？请用公式表示。
答案：牛顿第二定律是描述力、质量和加速度之间关系的定律。
它的数学表达式为F = ma，其中F代表作用在物体上的力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
根据牛顿第二定律，当物体受到外力作用时，它的加速度与所受力成正比，与物体的质量成反比。
4. 问题：什么是功？它与能量有什么关系？答案：功是描述力对物体做功的物理量。
它的数学表达式为W = Fd cosθ，其中W代表功，F代表力，d代表力的作用距离，θ代表力的方向与物体运动方向之间的夹角。
功与能量有着密切的关系，根据能量守恒定律，功可以改变物体的能量，使其从一种形式转化为另一种形式。
例如，当我们用力将物体移动一段距离时，我们对物体做了功，使其具有了动能。
5. 问题：什么是弹力？它有什么特点？答案：弹力是一种物体在被拉伸或压缩时产生的力。
它的特点是与物体的形变程度成正比，同时具有恢复力的性质。
(完整版)大学物理(力学)试卷附答案
大 学 物 理（力学）试 卷一、选择题（共27分） 1．（本题3分）如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F ＝Mg ．设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有 (A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ． ［ ］ 2．（本题3分）几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体(A) 必然不会转动． (B) 转速必然不变．(C) 转速必然改变． (D) 转速可能不变，也可能改变． ［ ］ 3．（本题3分）关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A ）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关． （B ）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关． （C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置．（D ）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关． ［ ］ 4．（本题3分）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m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，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． ［ ］5．（本题3分）将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，现在在绳端挂一质量为m 的重物，飞轮的角加速度为β．如果以拉力2mg 代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于β． (B) 大于β，小于2 β．(C) 大于2 β． (D) 等于2 β． ［ ］ 6．（本题3分）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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C) 3 ω0． (D) 3 ω0． ［ ］7．（本题3分）关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量． (2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零．(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等．在上述说法中，(A) 只有(2) 是正确的．(B) (1) 、(2) 是正确的． (C) (2) 、(3) 是正确的．(D) (1) 、(2) 、(3)都是正确的． ［ ］ 8．（本题3分）一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω (A) 增大． (B) 不变．(C) 减小． (D) 不能确定． ［ ］ 9．（本题3分）质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J ．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫⎝⎛=R JmR v 2ω，顺时针． (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针． (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针． (D) ⎪⎭⎫⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针． ［ ］二、填空题（共25分）10．（本题3分）半径为20 cm 的主动轮，通过皮带拖动半径为50 cm 的被动轮转动，皮带与轮之间无相对滑动．主动轮从静止开始作匀角加速转动．在4 s 内被动轮的角速度达到8πrad ·s -1，则主动轮在这段时间内转过了________圈． 11．（本题5分）绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t ＝0时角速度为ω 0＝5 rad / s ，t ＝20 s 时角速度为ω = 0.8ω 0，则飞轮的角加速度β ＝______________，t ＝0到 t ＝100 s 时间内飞轮所转过的角度θ ＝___________________． 12．（本题4分）半径为30 cm 的飞轮，从静止开始以0.50 rad ·s -2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°时的切向加速度a t ＝________，法向加速度a n ＝_______________． 13．（本题3分）一个作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量为J ．正以角速度ω0＝10 rad ·s -1匀速转动．现对物体加一恒定制动力矩 M ＝－0.5 N ·m ，经过时间t ＝5.0 s 后，物体停止了转动．物体的转动惯量J ＝__________． 14．（本题3分）一飞轮以600 rev/min 的转速旋转，转动惯量为2.5 kg ·m 2，现加一恒定的制动力矩使飞轮在1 s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M ＝_________． 15．（本题3分）质量为m 、长为l 的棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O 在水平面内自由转动(转动惯量J ＝m l 2 / 12)．开始时棒静止，现有一子弹，质量也是m ，在水平面内以速度v 0垂直射入棒端并嵌在其中．则子弹嵌入后棒的角速度ω ＝_____________________． 16．（本题4分）在一水平放置的质量为m 、长度为l 的均匀细杆上，套着一质量也为m 的套管B (可看作质点)，套管用细线拉住，它到竖直的光滑固定轴OO ＇的距离为l 21，杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO ＇轴转动，如图所示．若在转动过程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该系统转动的角速度ωmm m0v 俯视图与套管离轴的距离x 的函数关系为_______________．(已知杆本身对OO ＇轴的转动惯量为231ml )三、计算题（共38分） 17．（本题5分）如图所示，一圆盘绕通过其中心且垂直于盘面的转轴，以角速度ω作定轴转动，A 、B 、C 三点与中心的距离均为r ．试求图示A 点和B 点以及A 点和C 点的速度之差B A v v ϖϖ-和C A v v ϖϖ-．如果该圆盘只是单纯地平动，则上述的速度之差应该如何？ 18．（本题5分）一转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为ω0．设它所受阻力矩与转动角速度成正比，即M ＝－k ω (k 为正的常数)，求圆盘的角速度从ω0变为021ω时所需的时间．19．（本题10分）一轻绳跨过两个质量均为m 、半径均为r 的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m 和2m 的重物，如图所示．绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑．两个定滑轮的转动惯量均为221mr ．将由两个定滑轮以及质量为m 和2m 的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力．20．（本题8分）如图所示，A 和B 两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为 J ＝10 kg ·m 2 和 J ＝20 kg ·m 2．开始时，A 轮转速为600 rev/min ，B 轮静止．C 为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连，当C 的左右组件啮合时，B 轮得到加速而A 轮减速，直到两轮的转速相等为止．设轴光滑，求：(1) 两轮啮合后的转速n ；(2) 两轮各自所受的冲量矩．21．（本题10分）空心圆环可绕光滑的竖直固定轴AC 自由转动，转动惯量为J 0，环的半径为R ，初始时环的角速度为ω0．质量为m 的小球静止在环内最高处A 点，由于某种微小干扰，小球沿环向下滑动，问小球滑到与环心O 在同一高度的B 点和环的最低处的C 点时，环的角速度及小球相对于环的速度各为多大?(设环的内壁和小球都是光滑的，小球可视为质点，环截面半径r <<R .) 回答问题（共10分） 22．（本题5分）绕固定轴作匀变速转动的刚体，其上各点都绕转轴作圆周运动．试问刚体上任意一点是否有切向加速度？是否有法向加速度？切向加速度和法向加速度的大小是否变化？理由如何？ 23．（本题5分）一个有竖直光滑固定轴的水平转台．人站立在转台上，身体的中心轴线与转台竖直轴线重合，两臂伸开各举着一个哑铃．当转台转动时，此人把两哑铃水平地收缩到胸前．在这一收缩过程中，(1) 转台、人与哑铃以及地球组成的系统机械能守恒否？为什么？ (2) 转台、人与哑铃组成的系统角动量守恒否？为什么？(3) 每个哑铃的动量与动能守恒否？为什么？大 学 物 理（力学） 试 卷 解 答一、选择题（共27分）C D C C C D B C A 二、填空题（共25分） 10．（本题3分）20 参考解： r 1ω1＝r 2ω2 , β1 = ω1 / t 1 ,θ1＝21121t β 21211412ωθr r n π=π=4825411⨯π⨯⨯π=t =20 rev11．（本题5分）－0.05 rad ·s -2 （3分）250 rad （2分）12．（本题4分）0.15 m ·s -2（2分）1.26 m ·s -2（2分）参考解： a t =R ·β =0.15 m/s 2 a n =R ω 2=R ·2βθ =1.26 m/s 2 13．（本题3分）0.25 kg ·m 2（3分） 14．（本题3分）157N·m （3分） 15．（本题3分）3v 0/(2l )16．（本题4分）()2202347xl l +ω三、计算题（共38分） 17．（本题5分）解：由线速度r ϖϖϖ⨯=ωv 得A 、B 、C 三点的线速度ωr C B A ===v v v ϖϖϖ 1分各自的方向见图．那么，在该瞬时 ωr A B A 22==-v v v ϖϖϖθ＝45° 2分同时 ωr A C A 22==-v v v ϖϖϖ方向同A v ϖ． 1分平动时刚体上各点的速度的数值、方向均相同，故0=-=-C A B A v v v v ϖϖϖϖ 1分 ［注］此题可不要求叉积公式，能分别求出 A v ϖ、B v ϖ的大小，画出其方向即可． 18．（本题5分）解：根据转动定律： J d ω / d t = -k ω∴t Jkd d -=ωω2分 两边积分：⎰⎰-=t t Jk 02/d d 100ωωωω得 ln2 = kt / J∴ t ＝(J ln2) / k 3分19．(本题10分)θ BC AωB v ϖC v ϖA v ϖB v ϖ－A v ϖB v v A ϖϖ－ -C v ϖ A v ϖ解：受力分析如图所示． 2分 2mg －T 1＝2ma 1分 T 2－mg ＝ma 1分T 1 r －T r ＝β221mr 1分T r －T 2 r ＝β221mr 1分a ＝r β2分解上述5个联立方程得： T ＝11mg / 8 2分20．（本题8分）解：(1) 选择A 、B 两轮为系统，啮合过程中只有内力矩作用，故系统角动量守恒1分 J A ωA ＋J B ωB = (J A ＋J B )ω， 2分 又ωB ＝0得 ω ≈ J A ωA / (J A ＋J B ) = 20.9 rad / s 转速 ≈n 200 rev/min 1分(2) A 轮受的冲量矩⎰t MAd = J A (ω -ωA ) = -4.19×10 2 N ·m ·s 2分负号表示与A ωϖ方向相反． B 轮受的冲量矩⎰t MBd = J B (ω - 0) = 4.19×102 N ·m ·s 2分方向与A ωϖ相同．21．（本题10分）解：选小球和环为系统．运动过程中所受合外力矩为零，角动量守恒．对地球、小球和环系统机械能守恒．取过环心的水平面为势能零点．两个守恒及势能零点各1分，共3分小球到B 点时： J 0ω0＝(J 0＋mR 2)ω ① 1分()22220200212121BR m J mgR J v ++=+ωωω ② 2分 式中v B 表示小球在B 点时相对于地面的竖直分速度，也等于它相对于环的速度．由式①得：ω＝J 0ω 0 / (J 0 + mR 2) 1分代入式②得222002J mR RJ gR B ++=ωv 1分 当小球滑到C 点时，由角动量守恒定律，系统的角速度又回复至ω0，又由机械能守恒定律知，小球在C 的动能完全由重力势能转换而来．即：()R mg m C 2212=v , gR C 4=v 2分四、问答题（共10分） 22．（本题5分）答：设刚体上任一点到转轴的距离为r ，刚体转动的角速度为ω，角加速度为β，则由运动学关系有：切向加速度a t ＝r β 1分 法向加速度a n ＝r ω2 1分对匀变速转动的刚体来说β＝d ω / d t ＝常量≠0，因此d ω＝βd t ≠0，ω 随时间变化，即ω＝ω (t )． 1分所以，刚体上的任意一点，只要它不在转轴上（r ≠0），就一定具有切向加速度和法向加速度．前者大小不变，后者大小随时间改变． 2分（未指出r ≠0的条件可不扣分）m 2m βT 2 2P ϖ1P ϖTa T 1a23．（本题5分）答：(1) 转台、人、哑铃、地球系统的机械能不守恒． 1分因人收回二臂时要作功，即非保守内力的功不为零，不满足守恒条件． 1分 (2) 转台、人、哑铃系统的角动量守恒．因系统受的对竖直轴的外力矩为零． 1分(3) 哑铃的动量不守恒，因为有外力作用． 1分 哑铃的动能不守恒，因外力对它做功． 1分 刚体题一 选择题 1．（本题3分，答案：C ；09B ）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m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，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． 2．（本题3分，答案：D ；09A ） 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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C)3 ω0． (D) 3 ω0．3.( 本题3分，答案：A ，08A ）1.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？(A) 角速度从小到大，角加速度从大到小. (B) 角速度从小到大，角加速度从小到大. (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小.(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大. 二、填空题1（本题4分，08A, 09B ）一飞轮作匀减速运动，在5s 内角速度由40πrad/s 减少到10π rad/s ，则飞轮在这5s 内总共转过了 圈，飞轮再经 的时间才能停止转动。
大学物理(力学)试卷附答案
大 学 物 理（力学）试 卷一、选择题（共27分） 1．（本题3分）如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F ＝Mg ．设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有 (A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ． ［ ］ 2．（本题3分）几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体(A) 必然不会转动． (B) 转速必然不变．(C) 转速必然改变． (D) 转速可能不变，也可能改变． ［ ］ 3．（本题3分）关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A ）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关． （B ）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关． （C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置．（D ）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关． ［ ］ 4．（本题3分）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m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，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． ［ ］5．（本题3分）将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，现在在绳端挂一质量为m 的重物，飞轮的角加速度为β．如果以拉力2mg 代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于β． (B) 大于β，小于2 β．(C) 大于2 β． (D) 等于2 β． ［ ］ 6．（本题3分）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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C) 3 ω0． (D) 3 ω0． ［ ］7．（本题3分）关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量． (2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零．(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等．在上述说法中，(A) 只有(2) 是正确的．(B) (1) 、(2) 是正确的． (C) (2) 、(3) 是正确的．(D) (1) 、(2) 、(3)都是正确的． ［ ］ 8．（本题3分）一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω (A) 增大． (B) 不变．(C) 减小． (D) 不能确定． ［ ］ 9．（本题3分）质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J ．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫⎝⎛=R JmR v 2ω，顺时针． (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针． (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针． (D) ⎪⎭⎫⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针． ［ ］二、填空题（共25分）10．（本题3分）半径为20 cm 的主动轮，通过皮带拖动半径为50 cm 的被动轮转动，皮带与轮之间无相对滑动．主动轮从静止开始作匀角加速转动．在4 s 内被动轮的角速度达到8πrad ·s -1，则主动轮在这段时间内转过了________圈． 11．（本题5分）绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t ＝0时角速度为ω 0＝5 rad / s ，t ＝20 s 时角速度为ω = 0.8ω 0，则飞轮的角加速度β ＝______________，t ＝0到 t ＝100 s 时间内飞轮所转过的角度θ ＝___________________． 12．（本题4分）半径为30 cm 的飞轮，从静止开始以0.50 rad ·s -2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°时的切向加速度a t ＝________，法向加速度a n ＝_______________． 13．（本题3分）一个作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量为J ．正以角速度ω0＝10 rad ·s -1匀速转动．现对物体加一恒定制动力矩 M ＝－0.5 N ·m ，经过时间t ＝5.0 s 后，物体停止了转动．物体的转动惯量J ＝__________． 14．（本题3分）一飞轮以600 rev/min 的转速旋转，转动惯量为2.5 kg ·m 2，现加一恒定的制动力矩使飞轮在1 s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M ＝_________． 15．（本题3分）质量为m 、长为l 的棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O 在水平面内自由转动(转动惯量J ＝m l 2 / 12)．开始时棒静止，现有一子弹，质量也是m ，在水平面内以速度v 0垂直射入棒端并嵌在其中．则子弹嵌入后棒的角速度ω ＝_____________________． 16．（本题4分）在一水平放置的质量为m 、长度为l 的均匀细杆上，套着一质量也为m 的套管B (可看作质点)，套管用细线拉住，它到竖直的光滑固定轴OO ＇的距离为l 21，杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO ＇轴转动，如图所示．若在转动过程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该系统转动的角速度ω mm m0v 俯视图与套管离轴的距离x 的函数关系为_______________．(已知杆本身对OO ＇轴的转动惯量为231ml )三、计算题（共38分） 17．（本题5分）如图所示，一圆盘绕通过其中心且垂直于盘面的转轴，以角速度ω作定轴转动，A 、B 、C 三点与中心的距离均为r ．试求图示A 点和B 点以及A 点和C 点的速度之差B A v v-和C A v v -．如果该圆盘只是单纯地平动，则上述的速度之差应该如何？ 18．（本题5分）一转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为ω0．设它所受阻力矩与转动角速度成正比，即M ＝－k ω (k 为正的常数)，求圆盘的角速度从ω0变为021ω时所需的时间．19．（本题10分）一轻绳跨过两个质量均为m 、半径均为r 的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m 和2m 的重物，如图所示．绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑．两个定滑轮的转动惯量均为221mr ．将由两个定滑轮以及质量为m 和2m 的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力．20．（本题8分）如图所示，A 和B 两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为 J ＝10 kg ·m 2 和 J ＝20 kg ·m 2．开始时，A 轮转速为600 rev/min ，B 轮静止．C 为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连，当C 的左右组件啮合时，B 轮得到加速而A 轮减速，直到两轮的转速相等为止．设轴光滑，求：(1) 两轮啮合后的转速n ；(2) 两轮各自所受的冲量矩．21．（本题10分）空心圆环可绕光滑的竖直固定轴AC 自由转动，转动惯量为J 0，环的半径为R ，初始时环的角速度为ω0．质量为m 的小球静止在环内最高处A 点，由于某种微小干扰，小球沿环向下滑动，问小球滑到与环心O 在同一高度的B 点和环的最低处的C 点时，环的角速度及小球相对于环的速度各为多大?(设环的内壁和小球都是光滑的，小球可视为质点，环截面半径r <<R .) 回答问题（共10分） 22．（本题5分）绕固定轴作匀变速转动的刚体，其上各点都绕转轴作圆周运动．试问刚体上任意一点是否有切向加速度？是否有法向加速度？切向加速度和法向加速度的大小是否变化？理由如何？ 23．（本题5分）一个有竖直光滑固定轴的水平转台．人站立在转台上，身体的中心轴线与转台竖直轴线重合，两臂伸开各举着一个哑铃．当转台转动时，此人把两哑铃水平地收缩到胸前．在这一收缩过程中，(1) 转台、人与哑铃以及地球组成的系统机械能守恒否？为什么？ (2) 转台、人与哑铃组成的系统角动量守恒否？为什么？(3) 每个哑铃的动量与动能守恒否？为什么？大 学 物 理（力学） 试 卷 解 答一、选择题（共27分）C D C C C D B C A 二、填空题（共25分） 10．（本题3分）20 参考解： r 1ω1＝r 2ω2 , β1 = ω1 / t 1 ,θ1＝21121t β 21211412ωθr r n π=π=4825411⨯π⨯⨯π=t =20 rev11．（本题5分）－0.05 rad ·s -2 （3分）250 rad （2分）12．（本题4分）0.15 m ·s -2（2分）1.26 m ·s -2（2分）参考解： a t =R ·β =0.15 m/s 2 a n =R ω 2=R ·2βθ =1.26 m/s 2 13．（本题3分）0.25 kg ·m 2（3分） 14．（本题3分）157N·m （3分） 15．（本题3分）3v 0/(2l )16．（本题4分）()2202347xl l +ω三、计算题（共38分） 17．（本题5分）解：由线速度r⨯=ωv 得A 、B 、C 三点的线速度ωr C B A ===v v v1分各自的方向见图．那么，在该瞬时 ωr A B A 22==-v v vθ＝45° 2分同时 ωr A C A 22==-v v v方向同A v． 1分平动时刚体上各点的速度的数值、方向均相同，故0=-=-C A B A v v v v1分 ［注］此题可不要求叉积公式，能分别求出 A v 、B v的大小，画出其方向即可． 18．（本题5分）解：根据转动定律： J d ω / d t = -k ω∴t Jkd d -=ωω2分 两边积分：⎰⎰-=t t Jk 02/d d 100ωωωω得 ln2 = kt / J∴ t ＝(J ln2) / k 3分19．(本题10分)B vA B A -C A v解：受力分析如图所示． 2分 2mg －T 1＝2ma 1分 T 2－mg ＝ma 1分T 1 r －T r ＝β221mr 1分T r －T 2 r ＝β221mr 1分a ＝r β2分解上述5个联立方程得： T ＝11mg / 8 2分20．（本题8分）解：(1) 选择A 、B 两轮为系统，啮合过程中只有内力矩作用，故系统角动量守恒1分 J A ωA ＋J B ωB = (J A ＋J B )ω， 2分 又ωB ＝0得 ω ≈ J A ωA / (J A ＋J B ) = 20.9 rad / s 转速 ≈n 200 rev/min 1分(2) A 轮受的冲量矩⎰t M A d = J A (ω -ωA ) = -4.19×10 2N ·m ·s 2分 负号表示与A ω方向相反． B 轮受的冲量矩⎰t MBd = J B (ω - 0) = 4.19×102 N ·m ·s 2分方向与A ω相同．21．（本题10分）解：选小球和环为系统．运动过程中所受合外力矩为零，角动量守恒．对地球、小球和环系统机械能守恒．取过环心的水平面为势能零点．两个守恒及势能零点各1分，共3分小球到B 点时： J 0ω0＝(J 0＋mR 2)ω ① 1分()22220200212121BR m J mgR J v ++=+ωωω ② 2分 式中v B 表示小球在B 点时相对于地面的竖直分速度，也等于它相对于环的速度．由式①得：ω＝J 0ω 0 / (J 0 + mR 2) 1分代入式②得222002J mR RJ gR B ++=ωv 1分 当小球滑到C 点时，由角动量守恒定律，系统的角速度又回复至ω0，又由机械能守恒定律知，小球在C 的动能完全由重力势能转换而来．即：()R mg m C 2212=v , gR C 4=v2分四、问答题（共10分） 22．（本题5分）答：设刚体上任一点到转轴的距离为r ，刚体转动的角速度为ω，角加速度为β，则由运动学关系有：切向加速度a t ＝r β 1分 法向加速度a n ＝r ω2 1分对匀变速转动的刚体来说β＝d ω / d t ＝常量≠0，因此d ω＝βd t ≠0，ω 随时间变化，即ω＝ω (t )． 1分所以，刚体上的任意一点，只要它不在转轴上（r ≠0），就一定具有切向加速度和法向加速度．前者大小不变，后者大小随时间改变． 2分（未指出r ≠0的条件可不扣分）23．（本题5分）答：(1) 转台、人、哑铃、地球系统的机械能不守恒． 1分因人收回二臂时要作功，即非保守内力的功不为零，不满足守恒条件． 1分 (2) 转台、人、哑铃系统的角动量守恒．因系统受的对竖直轴的外力矩为零． 1分(3) 哑铃的动量不守恒，因为有外力作用． 1分 哑铃的动能不守恒，因外力对它做功． 1分 刚体题一 选择题 1．（本题3分，答案：C ；09B ）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m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，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． 2．（本题3分，答案：D ；09A ） 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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C)3 ω0． (D) 3 ω0．3.( 本题3分，答案：A ，08A ）1.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？(A) 角速度从小到大，角加速度从大到小. (B) 角速度从小到大，角加速度从小到大. (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小.(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大. 二、填空题1（本题4分，08A, 09B ）一飞轮作匀减速运动，在5s 内角速度由40πrad/s 减少到10π rad/s ，则飞轮在这5s 内总共转过了 圈，飞轮再经 的时间才能停止转动。
大学物理复习题库及答案
大学物理复习题库及答案1. 牛顿运动定律的基本内容是什么？答案：牛顿运动定律包括三个定律。
第一定律（惯性定律）指出，物体在没有外力作用下，将保持静止或匀速直线运动状态；第二定律（加速度定律）表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比，即F=ma；第三定律（作用反作用定律）说明，对于任何两个相互作用的物体，它们之间的力是大小相等、方向相反的。
2. 描述能量守恒定律。
答案：能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量既不会被创造也不会被消灭，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，但总能量保持不变。
3. 简述麦克斯韦方程组的内容。
答案：麦克斯韦方程组由四个方程组成，分别是：高斯定律（电场的散度与电荷密度成正比）、高斯磁定律（磁场的散度为零）、法拉第电磁感应定律（电磁感应现象，即变化的磁场产生电场）和安培环路定律（电流和变化的电场产生磁场）。
4. 热力学第一定律是什么？答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，指出在一个封闭系统中，内能的变化等于系统吸收的热量与对外做的功之和，即ΔU = Q - W。
5. 描述波粒二象性。
答案：波粒二象性是指微观粒子如电子、光子等既表现出波动性也表现出粒子性。
波动性体现在粒子的干涉和衍射现象，而粒子性则体现在光电效应等现象中。
6. 什么是相对论？答案：相对论是爱因斯坦提出的物理理论，包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要处理在没有重力作用下的物体运动，提出了时间膨胀和长度收缩的概念；广义相对论则是描述在重力作用下的物体运动，将重力解释为时空的弯曲。
7. 简述普朗克量子假说。
答案：普朗克量子假说认为，能量并非连续的，而是以最小单位“量子”的形式存在。
这个最小单位的能量与频率成正比，比例常数即为普朗克常数h。
8. 描述海森堡不确定性原理。
答案：海森堡不确定性原理指出，粒子的位置和动量不能同时被精确测量，其中一个的不确定性越小，另一个的不确定性就越大。
大学物理力学题库及答案解析
大学物理力学题库及答案解析1、下列关于声音的说法正确的是（）[单选题]A．调节电视机音量改变了声音的音调B．房间的窗户安装双层中空玻璃是在传播过程中减弱噪声(正确答案)C．能从不同乐器中分辨出小提琴的声音主要是因为响度不同D．用大小不同的力先后敲击同一音叉，音叉发声的音色不同2、6．2015年诺贝尔物理学奖颁给了发现中微子振荡的两位科学家。
中微子是一种比电子还小的基本粒子。
下列微粒中最小的是( ) [单选题] *中子原子中微子(正确答案)质子3、35．已知甲液体的密度ρ甲＝5g/cm3，乙液体的密度ρ乙＝2g/cm3，现在取一定量的甲乙液体混合，混合液体的密度为3g/cm3，液体混合前后总体积保持不变，则所取甲乙体积比V甲：V乙＝（）[单选题] *A．5：2B．2：5C．1：2(正确答案)D．2：14、关于物质的密度,下列说法正确的是（）[单选题] *A. 一罐氧气用掉部分后,罐内氧气的质量变小,密度不变B. 一只气球受热膨胀后,球内气体的质量不变,密度变大C. 一支粉笔用掉部分后,它的体积变小,密度变小D. 一块冰熔化成水后,它的体积变小,密度变大(正确答案)5、5．交警用电子检测设备检测汽车是否超速时测得的速度是平均速度．[判断题] *对错(正确答案)6、如图63所示，MM’为平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角∠AON等于60°。
已知∠NOB等于30°，∠NOC等于45°，∠NOD等于60°。
则入射光线AO的反射光线将沿着哪个方向射出（）[单选题]A．ONB．OBC．OCD．OD(正确答案)7、60．黑色表面的物体对热辐射的吸收本领比白色表面的物体强，那么，炎热的夏天在太阳下和在屋子里，应该（）[单选题] *A．穿深色的衣服比较凉快B．穿白色的衣服比较凉快C．太阳下穿白色衣服，屋子里穿深色衣服比较凉快(正确答案)D．穿任何颜色的衣服都一样凉快8、磁场和磁感线都是客观存在的[判断题] *对错(正确答案)答案解析：磁场客观存在，磁感线不存在9、1．高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车：因为轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大．[判断题] *对(正确答案)错10、仅受地磁场作用，可自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极附近[判断题] *对(正确答案)错答案解析：受地磁场作用，小磁针N极指北方，S极指南方11、1．天津开往德州的K213次列车于13点35分从天津发车，13点35分指时间间隔．[判断题] *对错(正确答案)12、能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的[判断题] *对错(正确答案)答案解析：能量在转化和转移的过程中是有方向的，所以需要节能13、10．用同种材料制成体积相等的甲、乙两个小球，其中一个是实心的，另一个是空心的。
大学物理刚体力学测试题答案
选择题答案及解析
• 答案：D
• 解析：根据刚体的转动惯量公式，对于一个质量均匀分布的细杆，其转动惯量与质量、长度和质心到转轴的距离有关。故 D选项正确。
选择题答案及解析
• 答案：A • 解析：根据刚体的动能定理，当刚
体受到的合外力矩不为零时，刚体 的角速度会发生变化。故A选项正 确。
填空题答案及解析
有挑战性
部分题目难度较大，需要学生具备较强的分 析问题和解决问题的能力。
测试题答案解析总结
要点一
详细解析
每道题目都附有详细的答案解析，帮助学生理解解题思路 和方法。
要点二
举一反三
答案解析中还提供了相关题型的解题技巧，有助于学生触 类旁通。
THANKS
感谢观看
难题
考查学生的综合运用能力和创新思维，难度较大，需要较高的解题技巧。
测试题目的目标
01
检验学生对刚体力学基本概念和公式的掌握程度。
02
评估学生对刚体力学知识的应用能力。
提高学生的综合运用能力和创新思维。
03
02
测试题内容选Leabharlann 题选择题1答案：C1
选择题2答案：B
2
选择题3答案：D
3
填空题
填空题1答案
• 答案
10 N·m
• 解析
根据刚体的转动动能公式，当刚体的转动惯量为1 kg·m²，角速度为10 rad/s时，其转 动动能为0.5×1×10²=50 J。由于题目中要求的是力矩，因此需要将动能转换为力矩，
即50 J=10 N·m。故填空题1的答案是10 N·m。
填空题答案及解析
• 答案
2 kg·m²
04
测试题总结
测试题特点总结
大学物理刚体力学测试题答案
3
3.质量均为 m 的三个小球用长为 l 的三根轻质的刚性杆连成一个
刚体。建立坐标系如图所示，将刚体置于 OYZ 平面内，则此刚体：
（ 量1为）_对__1_O_mX__l轴_2 _的__转。动惯量为____45__m__l _2 __；（2）对
(4)
2
(4)式代入（1）式得
a
2 m 'g m 2m '
(5)
a 2 m 'g R (m 2 m ') R
(5)式代入（4）式，得
T
mm' m 2m'
g
2 .如 图 所 示 ， 一 长 为 L = 0 .4 0 m 的 均 匀 木 棒 ， 质 量 M = 1 .0 k g ， 可 绕 水 平
25rads 10s 时的角速度为
1 ,在 10s 内转过的角度
为 125rad 。
由静止开始的匀加速转动运动学公式
角速度 0tt2.51025rads1 角（位角移度）0t1 2t21 2t21 22.5102125rad
2.半径为 30cm 的飞轮，从静止开始以 0.5rad s 2 的角加速度
（A）动量大小不变，动能变，角动量变
（B）动量大小变，动能不变，角动量变
（C）动量大小与动能都变，角动量不变
（D）三者都不变
rO
质点受有心力作用，合外力矩为零，
质点角动量守恒
F
Lm r恒 量
绳下拉过程半径r变小，速度v变大， 动量mv变大，动能变大
1.一砂轮由静止开始作匀加速运动，角加速度 2.5rad s 2 。则
轴 O 在 竖 直 面 内 转 动 。开 始 时 ，棒 自 然 地 竖 直 悬 垂 ，现 有 质 量 m ＝ 8 .0 g
大学物理b1复习题答案
大学物理b1复习题答案一、选择题1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 299,792,000 m/sD. 299,792,000 km/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，力和加速度的关系是什么？A. F = maB. F = ma^2C. F = m/aD. F = a/m答案：A3. 热力学第一定律表明能量守恒，其表达式是什么？A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = Q - PD. ΔU = Q + P答案：B二、填空题1. 电磁波谱中，波长最长的是______。
答案：无线电波2. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，其数学表达式为______。
答案：F = k * (q1 * q2) / r^23. 理想气体状态方程为______。
答案：PV = nRT三、计算题1. 一个物体以初速度v0 = 10 m/s沿直线运动，受到一个恒定的阻力F = -5 N，求物体在t = 2 s时的速度。
解：根据牛顿第二定律，F = ma，其中m为物体质量，a为加速度。
由于阻力F = -5 N，所以a = F/m。
假设物体质量m = 1 kg，则a = -5 m/s^2。
根据速度时间关系v = v0 + at，代入v0 = 10 m/s，a = -5m/s^2，t = 2 s，得v = 10 - 5 * 2 = 0 m/s。
2. 一个理想气体在等压过程中从状态1（P1 = 2 atm, V1 = 5 L）膨胀到状态2（V2 = 10 L），求状态2的压力P2。
解：根据理想气体状态方程PV = nRT，由于等压过程，P1 = P2。
因此，P2 = P1 * V1 / V2 = 2 atm * 5 L / 10 L = 1 atm。
四、简答题1. 简述麦克斯韦方程组的四个基本方程及其物理意义。
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大学物理力学复习题答案 一、单选题（在本题的每一小题备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内）
1．下列运动中，加速度a保持不变的是 ( D ) A．单摆的摆动 B．匀速率圆周运动 C．行星的椭圆轨道运动 D．抛体运动。
2．某质点作直线运动的运动学方程为x＝3t-5t3 + 6 (SI)，则该质点作 ( D ) A．匀加速直线运动，加速度沿x轴正方向 B．匀加速直线运动，加速度沿x轴负方向 C．变加速直线运动，加速度沿x轴正方向 D．变加速直线运动，加速度沿x轴负方向
3． 某物体作一维运动， 其运动规律为dvkvtdt2， 式中k为常数. 当t0时， 初速为v0，则该物体速度与时间的关系为 ( D )
A．vktv2012 B．ktvv20112 C．ktvv201112 D．ktvv201112
4．质点作半径为R的变速圆周运动时的加速度大小为(v表示任一时刻质点的速率) ( C )
A．dvdt B．vR2
C．dvvdtR12242 D．dvvdtR2
tatdtdxv3015325、质点作曲线运动，r表示位置矢量，v表示速度，a表示加速度，s表示路程，ta表示切向加速度，对下列表达式：(1) adtdv；(2) vdtdr；(3) vdtds；(4) tadtvd，下列判断正确的是 ( D ) A、只有(1)(4)是对的； B、只有(2)(4)是对的； C、只有(2)是对的； D、只有(3)是对的。
6．质点作圆周运动，如果知道其法向加速度越来越小，则质点的运动速度 ( A ) A、 越来越小； B、 越来越大； C、 大小不变； D、不能确定。
7、一质点在做圆周运动时，则有 ( C ) A、切向加速度一定改变，法向加速度也改变； B、切向加速度可能不变，法向加速度一定改变； C、切向加速度可能不变，法向加速度不变； D、切向加速度一定改变，法向加速度不变。
8．一质点在外力作用下运动时，下列说法哪个正确 ( D ) A．质点的动量改变时，质点的动能也一定改变 B．质点的动能不变时，质点的动量也一定不变 C．外力的功为零，外力的冲量也一定为零 D．外力的冲量为零，外力的功也一定为零
9、一段路面水平的公路,拐弯处轨道半径为R,汽车轮胎与路面间的摩擦因数为,要使汽 车不至于发生侧向打滑,汽车在该处的行使速率 ( C ) A．不得小于gR B．必须等于gR C．不得大于gR D．还应由气体的质量m决定 10．对功的概念有以下几种说法： ①保守力做正功时，系统内相应的势能增加； ②质点运动经一闭合路径，保守力对质点做的功为零； ③作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以两者所做功的代数和必为零。 在上述说法中： ( C ) A． ①、②是正确的 B．②、③是正确的 C． 只有②是正确的 D．只有③是正确的
11．质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动．已知地球质量为M，万有引力恒量为G，则当它从距地球中心R1处下降到R2处时，飞船增加的动能应等于 ( C )
A．2RGMm B．22RGMm
C．2121RRRRGMm D．222121RRRRGMm
12．如图所示，质量为m的物体用细绳水平拉住，静止在倾角为θ的固定的光滑斜面上， 则斜面给物体的支持力为 ( C ) A．cosmg B．sinmg
C．cosmg D．sinmg
13、如图所示，子弹射入放在水平光滑地面上静止的木块后而穿出，以地面为参考系，下列说法中正确的是 ( D ) A、子弹减少的动能转变为木块的动能； B、子弹－木块系统的机械能守恒； C、子弹动能的减少等于子弹克服木块阻力所作的功； D、子弹克服木块阻力所作的功等于这一过程中产生的热量。
m
v 14、对质点组有以下几种说法：(1)质点组总动量的改变与内力无关，(2)质点组总动能的改变与内力无关，(3)质点组总机械能的改变与保守内力无关，下列对上述说法判断正确的是 ( C ) A、只有(1)是正确的； B、(1)、(2)是正确的； C、(1)、(3)是正确的； D、(2)、(3)是正确的。
15．关于力矩有以下几种说法： (1)．对某个定轴转动刚体而言，内力矩不会改变刚体的角加速度； (2)．一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零； (3)．质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的运动状态一定相同。对上述说法下述判断正确的是 ( B ) A．只有(2)是正确的 B．(1)、(2)是正确的 C．(2)、(3)是正确的 D．(1)、(2)、(3)都是正确的
16. 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J0，角速度为０．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J0．这时她转动的角速度变为 ( D )
A. 31０ B. 3/1０ C. 3０ D. 3 ０
二． 填空题（每空2分） 1、一质点的直线运动方程为28ttx＝，则在stst50到的时间间隔内，质点的位移 为 1505ttxxx。
2．半径为R的飞轮，从静止开始以的匀角加速转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过4
3
时的切向加速度aR，法向加速度naRtRR38)(22。 3、轻型飞机连同驾驶员总质量为kg3100.1，飞机以sm/0.55的速率在水平跑道上 着陆后，驾驶员开始制动，若阻力与时间成正比，比例系数sN/100.52＝，空气 对飞机的升力不计,则s10后飞机的速率为 022vtmv，飞机着陆后s10内滑行的 距离为 tvtmx036。
4. 长为l的杆如图悬挂．O为水平光滑固定转轴，平衡时杆竖直下垂，一子弹水平地射入杆中．则在此过程中，杆和子弹 系统对转轴Ｏ的 角动量 守恒．
三、计算题 1. 质点沿直线运动，加速度24ta，式中a的单位为2/sm，t的单位为s，如果当，求质点的运动方程。 1．解：
dtdvta242314)4(320ttdttvv
23143ttdtdxv921212)2314(4230tttxdtttxx
tmmfa O M 2. 一质点沿半径为mR5的圆周运动，运动方程为3362tt
，式中以弧度计，t以秒计，求st2时，质点的切
向加速度和法向加速度。
解： 4296022tdtd 36182tdt
d
则质点的速率为：21022rvrv ……… 切向加速度为：180ttara
…….
法向加速度 22)42(5
nnara
…
3．如图所示，质量为m2的物体与轻弹簧相连，弹簧另一端与一质量可忽略的挡板连接，静止在光滑的桌面上．弹簧劲度系数为k．今有一质量为m1速度为0v的物体向弹簧运动并与挡板正碰，求弹簧最大的被压缩量．
3．解： B与A运动后达到相同速度V时，弹簧被压缩量最大为X． 由动量守恒有 vmmvmo)(211 （1）
机械能守恒定律
k m2 m1
0
v 222120121)(212
1kxvmmvm （2）
可得：
021
21
)(vmmkmmx
4.一转动惯量为J的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为0，设它所受阻力矩为Mk (k为常数)，求圆盘的角速度从
0
变为02 所需的时间
3．解： MkJ……………
dkJdt…………… 分离变量可得:
dkdtJ……………
两边同时积分可得：tdkdtJ0
02
0……………
221)()2(ln00220000LnLnLnLnd
tJkdtJ
kt
0…
2LnkJt5. 如图所示，一半径为r，质量为m1的匀质圆盘作为定滑轮，绕有轻绳，绳上挂一质量为m2的重物，求重物下落的加速度。 解：设绳中张力为T, 对于重物m2按牛顿第二定律有 mgTma22 (1)
对于滑轮按转动定律有 JTrM (2) 由角量线量关系有 (3)
联立以上三式解得
2122mmgma
ra
212
1rmJ