有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上
《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I》作业-No.03 角动量与角动量守恒-A-参考答案
《大学物理I 》作业 No.03 角动量 角动量守恒定律 (A 卷)班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、选择题[ ]1、一质点沿直线做匀速率运动时,(A) 其动量一定守恒,角动量一定为零。
(B) 其动量一定守恒,角动量不一定为零。
(C) 其动量不一定守恒,角动量一定为零。
(D) 其动量不一定守恒,角动量不一定为零。
答案:B答案解析:质点作匀速直线运动,很显然运动过程中其速度不变,动量不变,即动量守恒;根据角动量的定义v m r L⨯=,质点的角动量因参考点(轴)而异。
本题中,只要参考点(轴)位于质点运动轨迹上,质点对其的角动量即为零,其余位置均不会为零。
故(B)是正确答案。
[ ]2. 两个均质圆盘A 和B 密度分别为A ρ和B ρ,若A ρ>B ρ,两圆盘质量与厚度相同,如两盘对通过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量各为A J 和B J ,则 (A) A J >B J(B) B J >A J(C) A J =B J(D) A J 、B J 哪个大,不能确定答案:B答案解析:设A 、B 联盘厚度为d ,半径分别为A R 和B R ,由题意,二者质量相等,即B B A A d R d R ρπρπ22=因为B A ρρ>,所以22B A R R <,由转动惯量221mR J =,则B A J J <。
[ ]3.对于绕定轴转动的刚体,如果它的角速度很大,则 (A) 作用在刚体上的力一定很大 (B) 作用在刚体上的外力矩一定很大(C) 作用在刚体上的力和力矩都很大 (D) 难以判断外力和力矩的大小答案:D 答案解析:由刚体质心运动定律和刚体定轴转动定律知:物体所受的合外力和合外力矩只影响物体运动的加速度和角加速度,因此无法通过刚体运动的角速度来判断外力矩的大小,正如无法通过速度来判断物体所受外力的大小一样。
刚体转动习题解答
作业07(刚体转动1)1. 两个均质圆盘A 和B 的密度分别为A ρ和B ρ,若B A ρρ>,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的转动惯量各为A J 和B J ,则[ ]。
A. B A J J >B. B A J J <C. B A J J =答:[B ]解: 由V m =ρ,B A ρρ> ,B A m m =, B A V V <∴,B A R R <∴ 又:221mR =ρ B A J J <∴ 2. 几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上,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,也可能改变答:[D ]解:几个力的矢量和为零,不一定外力矩为零,因此,刚体不一定不转动。
但和外力为零,刚体不会平动。
3. 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:(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). 这两个力合力为零时,它们对轴的合力矩一定是零。
(4). 这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力一定是零。
在上述说法中是正确的是[ ]。
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)都正确答:[B ]解:如图所示(1)由)(a )(b )(c 可见,21//ˆ//F k F ,则它们对轴的力矩0ˆ)(111=⋅⨯=k F r L z ,0ˆ)(222=⋅⨯=k F r L z ,对轴的合力矩为零。
(1)是正确的。
(2)由)(d )(e )(f 可见,由21ˆF k F ⊥⊥,则它们对轴的力矩 0ˆ)(111=⋅⨯=k F r L z ,0ˆ)(222=⋅⨯=k F r L z ,对轴的合力矩为零; 由)(g )(i )(j 可见,21ˆF k F ⊥⊥,则它们对轴的力矩0ˆ)(111≠⋅⨯=k F r L z ,0ˆ)(222≠⋅⨯=k F r L z ,但如果21F F =,对轴的合力矩021=+z z L L 由)(h 可见,21ˆF k F ⊥⊥,则它们对轴的力矩 0ˆ)(111≠⋅⨯=k F r L z ,0ˆ)(222≠⋅⨯=k F r L z ,对轴的合力矩不为零。
刚体力学基础 习题 解答
衡水学院 理工科专业 《大学物理B 》 刚体力学基础 习题命题教师:郑永春 试题审核人:张郡亮一、填空题(每空1分)1、三个质量均为m 的质点,位于边长为a 的等边三角形的三个顶点上。
此系统对通过三角形中心并垂直于三角形平面的轴的转动惯量J 0=__ ma 2 _,对通过三角形中心且平行于其一边的轴的转动惯量为J A =__12ma 2_,对通过三角形中心和一个顶点的轴的转动惯量为J B =__21ma 2 。
2、两个质量分布均匀的圆盘A 和B 的密度分别为ρA 和ρ B (ρA >ρB ),且两圆盘的总质量和厚度均相同。
设两圆盘对通过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量分别为J A 和J B ,则有J A < J B 。
3、 一作定轴转动的物体,对转轴的转动惯量J =3.0 kg ·m 2,角速度ω0=6.0 rad/s .现对物体加一恒定的制动力矩M =-12 N ·m ,当物体的角速度减慢到ω=2.0 rad/s 时,物体已转过了角度∆θ =__4.0rad4、两个滑冰运动员的质量各为70 kg ,均以6.5 m/s 的速率沿相反的方向滑行,滑行路线间的垂直距离为10 m ,当彼此交错时,各抓住一10 m 长的绳索的一端,然后相对旋转,则抓住绳索之后各自对绳中心的角动量L =__2275 kg·m 2·s 1 _;它们各自收拢绳索,到绳长为5 m 时,各自的速率υ =__13 m·s 1_。
5、有一质量均匀的细棒,可绕垂直于棒的一端的水平轴转动。
如将此棒放在水平位置,然后任其下落,则在下落过程中的角速度大小将 变大 ,角加速度大小将 变小 。
二、单项选择题(每小题2分)( A )1、有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上,下列说法正确的是:A.这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;B.这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;C.当这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定是零;D.当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定是零。
《大学物理》期末复习试卷及答案(二)
第4章 冲量和动量§4.2 质点系的动量定理一.选择题和填空题1. 如图所示.一斜面固定在卡车上,一物块置于该斜面上.在卡车沿水平方向加速起动的过程中,物块在斜面上无相对滑动. 此时斜面上摩擦力对物块的冲量的方向 (A) 是水平向前的. (B) 只可能沿斜面向上. (C) 只可能沿斜面向下.(D) 沿斜面向上或向下均有可能. [ ]2. 如图所示,圆锥摆的摆球质量为m ,速率为v ,圆半径为R ,当摆球在轨道上运动半周时,摆球所受重力冲量的大小为(A) 2m v . (B) 22)/()2(v v R mg m π+(C) v /Rmg π.(D) 0.[ ]3. 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=__________________.二.计算题1. 矿砂从传送带A 落到另一传送带B (如图),其速度的大小v 1=4 m/s ,速度方向与竖直方向成30︒角,而传送带B 与水平成15︒角,其速度的大小v 2=2 m/s .如果传送带的运送量恒定,设为m q =2000 kg/h ,求矿砂作用在传送带B 上的力的大小和方向.θmmvR30°15°B1v 2vA§4.3 质点系动量守恒定律一. 选择题和填空题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,对于炮车和炮弹这一系统,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. [ ]质量为1 kg 的球A 以5 m/s 的速率和另一静止的、质量也为1 kg 的球B 在光滑水平面上碰撞后球B 以2.5 m/s 的速率,沿与A 原先运动的方向成60°的方向运动,则球A 的速率为__________________________,方向为________________________________. 两块并排的木块A和B,质量分别为m 1和m 2 ,静止地放置在光滑一子弹水平地穿过两木块,设子弹穿过两木块所用的时间分别为∆t 1 和∆t 2 ,木块对子弹的阻力为恒力F ,则子弹穿出后,木块A 的速度大小为_________________________________,木块B 的速度大小为______________________.二.计算题1. 质量为M 的木块在光滑的固定斜面上,由A 点从静止开始下滑,当经过路程l 运动到B 点时,木块被一颗水平飞来的子弹射中,子弹立即陷入木块内.设子弹的质量为m ,速度为v,求子弹射中木块后,子弹与木块的共同速度.质量为M =1.5 kg 的物体,用一根长为l =1.25 m 今有一质量为m =10 g 的子弹以v 0=500 m/s 的水平速度射穿物体,刚穿出物体时子弹的速度大小v =30 m/s ,设穿透时间极短.求: (1) 子弹刚穿出时绳中张力的大小;(2) 子弹在穿透过程中所受的冲量.M 0v第5章 刚体力学基础 动量矩§5.2 力矩 刚体绕定轴转动微分方程量3. 两个匀质圆盘A 和B 的密度分别为A ρ和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 和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. [ ]4. 一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为ω1=20πrad/s ,再转60转后角速度为ω2=30π rad /s ,则角加速度β =_____________,转过上述60转所需的时间Δt =________________.5. 一飞轮作匀减速转动,在5 s 内角速度由40π rad ·s -1减到10π rad ·s -1,则飞轮在这5 s 内总共转过了________________圈,飞轮再经______________的时间才能停止转动.6. 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 =__________.二.计算题§5.3 绕定轴转动刚体的动能 动能定理一.选择题和填空题1. 图(a)为一绳长为l 、质量为m 的单摆.图(b)为一长度为l 、质量为m 能绕水平固定轴O 自由转动的匀质细棒.现将单摆和细棒同时从与竖直线成θ 角度的位置由静止释放,若运动到竖直位置时,单摆、细棒角速度分别以ω 1、ω 2表示.则:(A) 2121ωω=. (B) ω 1 = ω 2.(C) 2132ωω=. (D) 213/2ωω=. [ ]3.一人站在旋转平台的中央,两臂侧平举,整个系统以2π rad/s 的角速度旋转,转动惯量为 6.0 kg ·m 2.如果将双臂收回则系统的转动惯量变为2.0 kg ·m 2.此时系统的转动动能与原来的转动动能之比E k / E k 0为(A) 2. (B) 3.(C) 2. (D) 3. [ ](a)(b)二.计算题2.某人站在水平转台的中央,与转台一起以恒定的转速n 1转动,他的两手各拿一个质量为m 的砝码,砝码彼此相距l 1 (每一砝码离转轴21l 1),当此人将砝码拉近到距离为l 2时(每一砝码离转轴为21l 2),整个系统转速变为n 2.求在此过程中人所作的功.(假定人在收臂过程中自身对轴的转动惯量的变化可以忽略)§5.4 动量矩和动量矩守恒定律的两端滑动.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. [ ]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=__________________.6. 有一半径为R 的匀质圆形水平转台,可绕通过盘心O 且垂直于盘面的竖直固定轴OO '转动,转动惯量为J .台上有一人,质量为m .当他站在离转轴r 处时(r <R ),转台和人一起以ω1的角速度转动,如图.若转轴处摩擦可以忽略,问当人走到转台边缘时,转台和人一起转动的角速度ω2=__________________________.二.计算题1m21v 0v2. 在半径为R 的具有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘上,有一人静止站立在距转轴为R 21处,人的质量是圆盘质量的1/10.开始时盘载人对地以角速度ω0匀速转动,现在此人垂直圆盘半径相对于盘以速率v 沿与盘转动相反方向作圆周运动,如图所示. 已知圆盘对中心轴的转动惯量为221MR .求: (1) 圆盘对地的角速度. (2) 欲使圆盘对地静止,人应沿着R 21圆周对圆盘的速度v 的大小及方向?ω参考答案 第4章 冲量和动量§4.2质点系的动量定理一.选择题和填空题 1. (D) 2. (C)3. 18 N ·s二.计算题1. 解:设在某极短的时间t ∆内落在传送带B 上矿砂的质量为m ,即m=q m t ∆,这时矿砂动量的增量为(参看附图) 图1分12v v vm m m -=∆)( 1212221s m kg 98.375cos 2)(-⋅⋅∆=︒-+=∆t q m m m v v v v v2分设传送带作用在矿砂上的力为F,根据动量定理)(v m t F ∆=∆于是 N 2.213.98/)(==∆∆=m q t m F v2分方向:︒==︒∆2975θ,sin sin )(θm m 2v v 2分 由牛顿第三定律,矿砂作用在传送带B 上的(撞击)力与F大小相等方向相反,即等于2.21 N ,偏离竖直方向1︒,指向前下方. 1分第4章 冲量和动量§4.3质点系动量守恒定律一.选择题和填空题 1. (C)2. 4.33 m/s ;与A 原先运动方向成 -30° 3.二.计算题1. 解:这个问题有两个物理过程:第一过程为木块M 沿光滑的固定斜面下滑,到达B 点时速度的大小为θsin gl 21=v 1分方向:沿斜面向下第二个过程:子弹与木块作完全非弹性碰撞.在斜面方向上,内力的分量远远大于外力,动量近似守恒,以斜面向上为正,则有30︒15︒θ1vm )(vm ∆ 2v m211m m t F +∆22211m t F m m t F ∆∆++V v v )(cos M m M m +=-1θ 3分Mm gl M m +-=θθsin cos 2v V 1分2. 解:(1) 因穿透时间极短,故可认为物体未离开平衡位置.因此,作用于子弹、物体系统上的外力均在竖直方向,故系统在水平方向动量守恒.令子弹穿出时物体的水平速度为v '有 m v 0 = m v +M v 'v ' = m (v 0 - v )/M =3.13 m/s 2分 T =Mg+M v '2/l =26.5 N 2分(2) s N 7.40⋅-=-=∆v v m m t f (设0v方向为正方向) 2分负号表示冲量方向与0v方向相反. 2分第5章 刚体力学基础 动量矩 §5.2力矩 刚体绕定轴转动微分方程量一.选择题和填空题 1. (C) 2. (B) 3.(B)4. 6.54 rad / s 24.8 s5. 62.51.67s6. 0.25 kg ·m 2二.计算题1. 解:(1) ∵ mg -T =ma 1分TR =J β 2分 a =R β 1分 ∴ β = mgR / (mR 2+J )()R M m mgMR mR mgR +=+=222122 =81.7 rad/s 2 1分 方向垂直纸面向外. 1分(2) ∵ βθωω2202-= 当ω=0 时, rad 612.0220==βωθ 物体上升的高度h = R θ = 6.12×10-2 m 2分(3)==βθω210.0 rad/s方向垂直纸面向外. 2分2. 解:(1) 0=ω 0+β tβ=-ω 0 / t =-0.50 rad ·s -2 2分 (2) M r =ml 2β / 12=-0.25 N ·m 2分a(3) θ10=ω 0t +21β t 2=75 rad 1分第5章 刚体力学基础 动量矩§5.3绕定轴转动刚体的动能 动能定理一.选择题和填空题 1. (D) 2. (A) 3.(D)4. 6π rad/s 237 J5. 角动量gl mM 334二.计算题1.解:选泥团和杆为系统,在打击过程中,系统所受外力对O 轴的合力矩为零,对定轴O 的角动量守恒,设刚打击后两者一起摆起的角速度为ω,则有 1分ωJ lm lm +=v v 21210 ① 2分其中 2/l ⋅=ωv ② 1分在泥团、杆上摆过程中,选杆、泥团、地球为系统,有机械能守恒.当杆摆到最大角度θ 时有()()222121cos 121ωθJ m l g m M +=-+v ③ 3分联立解以上三式可得()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=-gl M m m M m 4331cos 221v θ 3分2.解:(1) 将转台、砝码、人看作一个系统,过程中人作的功W 等于系统动能之增量: W =∆E k =212210222204)21(214)21(21n ml J n ml J π+-π+2 4分 这里的J 0是没有砝码时系统的转动惯量.(2) 过程中无外力矩作用,系统的动量矩守恒:2π(J 0+2121ml ) n 1 = 2π (J 0+2221ml ) n 2 ∴ ()()1222212102n n n l n l m J --= 4分(3) 将J 0代入W 式,得 ()2221212l l n mn W -π= 2分§5.4动量矩和动量矩守恒定律一.选择题和填空题1. (C)2. (B)3.(C)4.(D)5.031ω 6. ()212mR J mr J ++ω2mml 31l 32021vm7.()l m M /3460+v二.计算题1. 解:将杆与两小球视为一刚体,水平飞来小球与刚体视为一系统.由角动量守恒得 1分ωJ l m lm +-=3223200v v (逆时针为正向) ① 2分 又 22)3(2)32(lm l m J += ② 1分将②代入①得 l230v =ω 1分2. 解:(1) 设当人以速率v 沿相对圆盘转动相反的方向走动时,圆盘对地的绕轴角速度为ω,则人对与地固联的转轴的角速度为R R v v221-=-='ωωω ① 2分 人与盘视为系统,所受对转轴合外力矩为零,系统的角动量守恒. 1分设盘的质量为M ,则人的质量为M / 10,有:ωωω'⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+22022211021211021R M MR R M MR ② 2分 将①式代入②式得:R2120v+=ωω ③ 1分(2) 欲使盘对地静止,则式③必为零.即ω0 +2v / (21R )=0 2分 得: v =-21R ω0 / 2 1分式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反,即与盘的初始转动方向一致.1分3. 解:(1) 角动量守恒:ω⎪⎭⎫ ⎝⎛'+='2231l m ml l m v 2分∴l m m m ⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'=31vω=15.4 rad ·s -1 2分(2) -M r =(231ml +2l m ')β 2分0-ω 2=2βθ 2分∴ rM l m m 23122ωθ⎪⎭⎫ ⎝⎛'+==15.4 rad 2分。
大学物理(2-1)(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年中国石油大学(华东)
绪论单元测试1.大学物理是面向理工科大学生的一门重要的必修基础课,该课程讲授的物理学知识、思想和方法是构成学生科学素养的重要组成部分.A:对B:错答案:A第一章测试1.质点由一点运动到另外一点,则下列说法正确的是A:各点的位置矢量是唯一的B:位移的大小等于路程C:路程是唯一的D:位移是唯一的答案:D2.以下关于加速度的说法中错误的是A:物体加速度大小越来越小时,物体的速度仍将可能增加B:加速度为零的物体速度不一定为零C:加速度决定了物体速度的变化D:物体速度大,加速度一定大答案:D3.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:0 ,2πR/TB:2πR/T , 0C:2πR/T ,2πR/TD:0 , 0答案:A4.气球正在上升,气球下系有一重物,当气球上升到离地面100m高处,系绳突然断裂,重物下落,这重物下落到地面的运动与另一个物体从100m高处自由落到地面的运动相比,下列哪一个结论是正确的A:下落的路程相同B:下落的时间相同C:下落的位移相同D:落地时的速度相同答案:C5.某人骑自行车以速率v向正西方向行驶,遇到由北向南刮的风(设风速大小也是v),则他感到风是从A:西南方向吹来B:东南方向吹来C:东北方向吹来D:西北方向吹来答案:D6.电子很小可以视为质点,而太阳很大不能视为质点.A:对B:错答案:B7.质点做匀加速运动,其轨迹一定是直线.A:错B:对答案:A8.物体具有恒定的速度,但仍有变化的速率是不可能的.A:错B:对答案:B9.质点作匀速圆周运动时速度一定不变.A:对B:错答案:B10.同一物体的运动,如果选取的参考系不同,对它的运动描述也不同.A:对B:错答案:A第二章测试1.在下列关于力与运动关系的叙述中,正确的是A:若质点从静止开始,所受合力恒定,则一定作匀加速直线运动B:若质点所受合力越大,则质点速度必定越大C:若质点所受合力的大小不变,则一定作匀加速直线运动D:若质点所受合力恒定,肯定不会作曲线运动E:若质点所受合力的方向不变,则一定作直线运动答案:A2.质量为m的物体自空中落下,它除受重力外,还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用,比例系数为k,k为正值常量.该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是A:B:C:D:答案:A3.体重、身高相同的甲乙两人,分别用双手握住跨过无摩擦轻滑轮的绳子各一端.他们从同一高度由初速为零向上爬,经过一定时间,甲相对绳子的速率是乙相对绳子速率的两倍,则到达顶点的情况是A:甲先到达B:同时到达C:乙先到达D:谁先到达不能确定答案:B4.功的概念有以下几种说法:1)保守力作正功时,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.上列说法中A:2)、3)正确B:3)正确C:1)、2)正确D:2)正确答案:D5.在下列关于动量的表述中,不正确的是A:系统的内力无论为多大,只要合外力为零,系统的动量必守恒B:动量守恒是指运动全过程中动量时时(处处)都相等C:内力对系统内各质点的动量没有影响D:内力不影响系统的总动量,但要影响其总能量答案:C6.物体只有作匀速直线运动和静止时才有惯性.A:错B:对答案:A7.摩擦力总和物体运动的方向相反.A:对B:错答案:B8.质量为m的质点以速度v沿一直线运动,则它对空间任一点的角动量都为零.A:对B:错答案:B9.牛顿运动定律在任何参考系中都成立.A:对B:错答案:B10.一个不受外力作用的系统,它的动量和机械能都守恒.A:错答案:A第三章测试1.下面几种运动属于定轴转动的是A:陀螺的运动B:滚动车轮的运动C:抽油机活塞的运动D:电风扇叶片的运动答案:D2.刚体绕定轴作匀变速转动时,刚体上距轴为r的任一点的A:切向、法向加速度的大小均随时间变化B:切向加速度的大小恒定,法向加速度的大小变化C:切向、法向加速度的大小均保持恒定D:法向加速度的大小恒定,切向加速度的大小变化答案:B3.刚体角动量守恒的充分而必要的条件是A:刚体所受的合外力和合外力矩均为零B:刚体的转动惯量和角速度均保持不变C:刚体不受外力矩的作用D:刚体所受合外力矩为零答案:D4.有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上(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) 当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:(1) 、(2)正确,(3) 、(4) 错误B:(1) 、(2) 、(3) 、(4)都正确C:(1)、(2) 、(3) 都正确,(4)错误D:只有(1)是正确的答案:A5.一个人站在有光滑固定转轴的转动平台上,双臂水平地拿着二哑铃.在该人把此二哑铃水平收缩到胸前的过程中,人、哑铃与转动平台组成的系统的A:机械能不守恒,角动量也不守恒B:机械能不守恒,角动量守恒C:机械能守恒,角动量不守恒D:机械能守恒,角动量守恒答案:B6.刚体的转动惯量只与转轴和刚体总质量有关.A:错答案:A7.一均匀细直棒,可绕通过其一端的光滑固定轴在竖直平面内转动.使棒从水平位置自由下摆,棒作匀角加速转动.A:对B:错答案:B8.刚体定轴转动时所有质点的角速度和角加速度都相同.A:错B:对答案:B9.刚体作定轴转动时,刚体角动量守恒的条件是刚体所受的合外力等于零.A:对B:错答案:B10.一个质量为m的小虫,在有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘边缘上,此时圆盘转动的角速度为ω.若小虫沿着半径向圆盘中心爬行,则圆盘的角速度变大.A:对B:错答案:A第四章测试1.有下列几种说法:(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的;(2)在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关;(3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速率都相同.其中说法是正确的是A:全部说法都是正确的B:只有(1)、(3)是正确的C:只有(1)、(2)是正确的D:只有(2)、(3)是正确的答案:A2.在狭义相对论中,下列说法中正确的是:(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速;(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的;(3)在一惯性系中发生于同一时刻,不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的;(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时,会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些.A:(2),(3),(4)B:(1),(3),(4)C:(1),(2),(4)D:(1),(2),(3)答案:C3.宇宙飞船相对于地面以速度0.8c直线飞行,一光脉冲从船尾传到船头.飞船的静止长度是100m,则地球观察者测出光脉冲从船尾到船头两个事件的空间间隔为A:60mB:100mC:500/3mD:300m答案:D4.在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s,若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s,则乙相对于甲的运动速度是(c表示真空中光速)A:(1/5) cB:(3/5) cC:(2/5) cD:(4/5) c答案:B5.粒子在加速器中被加速,当其质量为静止质量的3倍时,其动能为静止能量的A:3倍B:5倍C:2倍D:4倍答案:C6.经典力学中的所有基本定律,如动量守恒定律,角动量守恒定律,机械能守恒定律都具有伽利略变换不变性.A:错B:对答案:B7.狭义相对论的两条基本原理是狭义相对性原理和光速不变原理.A:对B:错答案:A8.我们把与物体保持静止的参考系所测得的长度称为物体的固有长度.A:对B:错答案:A9.光子的静止质量为零.A:错答案:B10.在某个惯性系中有两个同时同地发生的事件,在对该系有相对运动的其他惯性系中,这两个事件不一定是同时同地发生的.A:对B:错答案:B第五章测试1.一质量为m的物体挂在劲度系数为k的轻弹簧下面,振动角频率为f ,若把此弹簧分割成四等份,将物体m挂在分割后的一根弹簧上,则振动角频率是A:3fB:0.5fC:2fD:f答案:C2.一质点作简谐振动,周期为T. 质点由平衡位置向x轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的时间为A:T/8B:T/4C:T/12D:T/6答案:C3.一弹簧振子,当把它水平放置时,它可以作简谐振动,若把它竖直放置或放在固定的光滑斜面上,试判断下面哪种情况是正确的A:竖直放置可作简谐振动,放在光滑斜面上不能作简谐振动B:竖直放置不能作简谐振动,放在光滑斜面上可作简谐振动C:两种情况都不能作简谐振动D:两种情况都可作简谐振动答案:D4.一弹簧振子作简谐振动,总能量为E,如果简谐振动振幅增加为原来的两倍,重物的质量增为原来的四倍,则它的总能量变为A:E/4B:E/2C:2ED:4E答案:D5.一弹簧振子作简谐振动,当位移为振幅的一半时,其动能为总能量的A:1/2B:3/4C:3/2答案:B6.质点作简谐振动时,从平衡位置运动到最远点需时1/4周期,因此走过该距离的一半需时1/8周期.A:对B:错答案:B7.一个作简谐振动的物体,其位移与加速度的相位始终相差π.A:对B:错答案:A8.一个作简谐振动的物体处于平衡位置处时具有最大的速度和最大的加速度.A:错B:对答案:A9.简谐运动的动能和势能都随时间作周期性的变化,且变化频率与位移变化频率相同.A:对B:错答案:B10.两个相同的弹簧挂着质量不同的物体,当它们以相同的振幅作简谐振动时,振动总能量相同.A:对B:错答案:A第六章测试1.在相同的时间内,某种波长的单色光在空气中和在玻璃中A:传播的路程不相等,走过的光程不相等B:传播的路程不相等,走过的光程相等C:传播的路程相等,走过的光程相等D:传播的路程相等,走过的光程不相等答案:B2.用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则A:不产生干涉条纹B:干涉条纹的宽度将发生改变C:干涉条纹的亮度将发生改变D:产生红光和蓝光两套彩色条纹答案:A3.在双缝干涉实验中,两条缝的宽度原来是相等的,若其中一缝的宽度略变窄(缝中心位置不变),则A:不再发生干涉现象B:干涉条纹的间距变宽C:干涉条纹的间距不变D:干涉条纹的间距变窄答案:C4.在光栅衍射实验中,与缺级级数有关的量为A:入射光波长B:屏到光栅的距离C:光栅常数D:入射光强度答案:C5.一束白光垂直照射在一光栅上,在形成的同一级光栅光谱中,偏离中央明纹最远的是A: 红光B:绿光C:黄光D:紫光答案:A6.获得相干光源只能用波阵面分割和振幅分割这两种方法来实现.A:错B:对答案:A7.发光的本质是原子、分子等从具有较高能级的激发态到较低能级的激发态跃迁过程中释放能量的一种形式.A:错B:对答案:B8.光波的相干叠加服从波的叠加原理,不相干叠加不服从波的叠加原理.A:对B:错答案:B9.光程是将光在不同介质中走过的实际路程折合成在真空中走过的路程.A:错B:对答案:A10.双折射现象是光从光疏介质进入光密介质时发生的一种现象.A:错B:对答案:A第七章测试1.水蒸气分解成同温度的氢气和氧气,内能增加了A:66.7%B: 0C:25%D:50%答案:C2.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡状态,则它们A:温度相同,但氦气的压强小于氮气的压强B:温度、压强都不相同C:温度相同,但氦气的压强大于氮气的压强D:温度相同、压强相同答案:C3.关于温度的意义,有下列几种说法:(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度.(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义. (3)温度的高低反映物质内部分子热运动剧烈程度的不同.(4)从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度.这些说法中正确的是A:(1)、(3) 、(4)B:(1)、(2)、(4)C:(2)、(3)、(4)D:(1)、(2)、(3)答案:D4.下列各图所示的速率分布曲线,哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线A:B:C:D:答案:D5.玻尔兹曼分布律表明:在某一温度的平衡态,(1)分布在某一区间(坐标区间和速度区间)的分子数,与该区间粒子的能量成正比. (2)在同样大小的各区间(坐标区间和速度区间)中,能量较大的分子数较少;能量较小的分子数较多. (3)在大小相等的各区间(坐标区间和速度区间)中比较,分子总是处于低能态的概率大些. (4)分布在某一坐标区间内、具有各种速度的分子总数只与坐标区间的间隔成正比,与粒子能量无关.以上四种说法中A:只有(2)、(3)是正确的B:只有(1)、(2)、(3)是正确的C:只有(1)、(2)是正确的D:全部是正确的答案:A6.只有对大量分子的集体,温度的微观意义才成立.A:错B:对答案:B7.物体的熔解、凝固、蒸发等现象都属于热现象.A:对B:错答案:A8.一切互为热平衡的热力学系统不一定具有相同的温度.A:错B:对答案:A9.表征系统热平衡的宏观性质的物理量为压强.A:错B:对答案:A10.每个分子的质量、速度和能量属于微观量.A:对B:错答案:A第八章测试1.关于可逆过程和不可逆过程的判断: (1)可逆热力学过程一定是准静态过程. (2)准静态过程一定是可逆过程. (3)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程. (4)凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程.以上四种判断,其中正确的是A: (1)、(2)、(3)B: (2)、(4)C: (1)、(2)、(4)D: (1)、(4)答案:D2.质量一定的理想气体,从相同状态出发,分别经历等温过程、等压过程和绝热过程,使其体积增加一倍,那么气体温度的改变(绝对值)在A:等压过程中最大,绝热过程中最小B:绝热过程中最大,等压过程中最小C:绝热过程中最大,等温过程中最小D:等压过程中最大,等温过程中最小答案:D3.两个相同的容器,容积固定不变,一个盛有氨气,另一个盛有氢气(看成刚性分子的理想气体),它们的压强和温度都相等,现将5J的热量传给氢气,使氢气温度升高,如果使氨气也升高同样的温度,则应向氨气传递的热量是A:6JB:5JC:2JD:3J答案:D4.1mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B,如果不知是什么气体,变化过程也不知道,但A、B两态的压强、体积和温度都知道,则可求出A:气体所作的功B:气体的质量C:气体传给外界的热量D:气体内能的变化答案:D5.一定量的某种理想气体起始温度为T,体积为V,该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程:(1)绝热膨胀到体积为2V,(2)等体变化使温度恢复为T,(3)等温压缩到原来体积V,则此整个循环过程中A:气体内能减少B:气体对外界作正功C:气体向外界放热D:气体内能增加答案:C6.用旋转的叶片使绝热容器中的水温上升(焦耳热功当量实验),这一过程是可逆的.A:对B:错答案:B7.不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体,液体温度在升高,若将液体看作系统,则外界对系统作功,系统的内能增加.A:对B:错答案:A8.热力学系统的状态发生变化时,其内能的改变量只决定于初末态的温度而与过程无关.A:错B:对答案:B9.不作任何热交换也可以使系统温度发生变化.A:错B:对答案:B10.对物体加热也可以不致升高物体的温度.A:对B:错答案:A。
智慧树答案基础物理知到课后答案章节测试2022年
第一章1.用一根细线吊一重物,重物下再系一根同样线,现突然用力拉下面的线,则()。
答案:下面的线先断2.一质点在平面上运动,若质点所受合力不为零且速度大小保持不变,则质点所受合力与其速度的夹角为( )度。
答案:903.在码头安装轮胎,其作用是( )。
答案:减小船的冲力4.系统动量守恒的条件是()。
答案:系统所受合外力的矢量和为零5.体重、身高相同的甲乙两人,分别用双手握住无摩擦轻滑轮的绳子各一端.他们由初速率为零向上爬,经过一定时间,甲相对绳子的速率是乙相对绳子速率的两倍,则到达顶点的情况是( )。
答案:同时到达6.下列说法正确的是()。
答案:物体只受到一个力的作用,其运动状态一定在改变;物体的惯性只与质量有关7.有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上,则下列说法正确的是()。
答案:这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩可能是零;这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零8.运动需要力进行维持。
()答案:错9.作用力和反作用力属于同一种性质的力。
()答案:对10.角动量与参考点的选取无关。
()答案:错第二章1.对一个作简谐振动的物体,下面哪种说法是正确的?()答案:物体位于平衡位置且向正方向运动时,速度最大,加速度为零2.下列说法正确的是 ( )。
答案:平面简谐波的波形是一余弦(或正弦)曲线3.当一点波源发出的波从一种介质传播到另一种介质时,下列特征量中不发生变化的是()。
答案:频率4.一横波的波动方程为y=2cosπ(20t-5x)(米),它的波速为()米/秒。
答案:2.55.在驻波的两个相邻的波节之间,各质点在振动时,它们的下列运动参量中,始终相同的是()。
答案:位相6.产生机械波的必要条件是()。
答案:连续介质;波源7.关于波的叠加和干涉,下列说法中不正确的是( )。
答案:两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大;两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点;两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加8.简谐振动曲线是一条余弦(或正弦)曲线。
41有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上
h 1 at2 m2g 89.8 2.45m
绳中张力:
2
m1 2m2 16 16
T
1 2
m1r
m1r 2
2m2g m1r 2m2r
m1m2 g m1 2m2
1689.8 16 16
39.2N
4 14 : 质量为m1和m2的两物体A、B分别悬挂在如图所示的组合轮两端。
设两轮的半径分别为R和r,两轮的转动惯量分别为J1和J
(3)
d
dt
d
dt
d
0
6
dt
0
6 0
0
1
e
t
dt
0
6 0
dt
6 0
t
e
dt
0
6
6 0
d
t
e
0 6
6
e
e0
9 6 2e3 2 36.9rad 折算为圈数:36.9 5.87圈 2
4 9:一飞轮由一直径为30cm,厚度为2cm的圆盘和两个直径都为10cm
32m/ m/ gl m2
vm in
m/ m
32gl 4m/ m
2gl
v2
h2
h1 m
对称性:引力矢量和过地心
对地心力矩为零
v1
卫星 m 对地心 o 角动量守恒
此外,以卫星和地球为系统, 忽略其它外界作用,系统的 机械能守恒。
dm O dF
dm’
dF1
m
dF2
r1 R h1 r2 R h2
v2
h2
h1 m
卫星 m 对地心 o 角动量守恒
mv1r1 mv2r2
,轮与轴承间、
2
绳索与轮间的摩擦力均略去不计,绳的质量也略去不计。试求两物体的
物理学简明教程(马文蔚等著)第三章课后练习试题答案详解
物理学简明教程(马文蔚等著)第三章课后练习题答案详解3-1有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:(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)当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.对上述说法下述判断正确的是( )(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)都正确分析与解力对轴之力矩通常有三种情况:其中两种情况下力矩为零:一是力的作用线通过转轴,二是力平行于转轴(例如门的重力并不能使门转).不满足上述情况下的作用力(含题述作用力垂直于转轴的情况)对轴之矩不为零,但同时有两个力作用时,只要满足两力矩大小相等,方向相反,两力矩对同一轴的合外力矩也可以为零,由以上规则可知(1)(2)说法是正确.对于(3)(4)两种说法,如作用于刚体上的两个力为共点力,当合力为零时,它们对同一轴的合外力矩也一定为零,反之亦然.但如这两个力为非共点力,则以上结论不成立,故(3)(4)说法不完全正确.综上所述,应选(B).3-2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( )(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)都是正确的分析与解刚体中相邻质元之间的一对内力属于作用力与反作用力,且作用点相同,故对同一轴的力矩之和必为零,因此可推知刚体中所有内力矩之和为零,因而不会影响刚体的角加速度或角动量等,故(1)(2)说法正确.对说法(3)来说,题述情况中两个刚体对同一轴的转动惯量因形状、大小不同有可能不同,因而在相同力矩作用下,产生的角加速度不一定相同,因而运动状态未必相同,由此可见应选(B).3-3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,如图所示,今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆到竖直位置的过程中,下述说法正确的是( )(A)角速度从小到大,角加速度不变(B)角速度从小到大,角加速度从小到大(C)角速度从小到大,角加速度从大到小(D)角速度不变,角加速度为零分析与解如图所示,在棒下落过程中,重力对轴之矩是变化的,其大小与棒和水平面的夹角有关.当棒处于水平位置,重力矩最大,当棒处于竖直位置时,重力矩为零.因此在棒在下落过程中重力矩由大到小,由转动定律知,棒的角加速亦由大到小,而棒的角速度却由小到大(由机械能守恒亦可判断角速度变化情况),应选(C).3-4 一汽车发动机曲轴的转速在12 s 内由1.2×103r·min-1均匀的增加到2.7×103r·min-1.(1)求曲轴转动的角加速度;(2)在此时间内,曲轴转了多少转?分析这是刚体的运动学问题.刚体定轴转动的运动学规律与质点的运动学规律有类似的关系,本题为匀变速转动.解 (1)由于角速度ω=2πn (n 为单位时间内的转数),根据角加速度的定义tωαd d =,在匀变速转动中角加速度为 ()200s r a d 1.13π2-⋅=-=-=tn n t ωωα (2)发动机曲轴转过的角度为()0020π221n n t ωωt αt ωθ-=-=+= 在12 s 内曲轴转过的圈数为3902π20=+==t n n θN 圈3-5 一飞轮由一直径为30㎝,厚度为2.0㎝的圆盘和两个直径为10㎝,长为8.0㎝的共轴圆柱体组成,设飞轮的密度为7.8×103kg·m -3,求飞轮对轴的转动惯量.分析 根据转动惯量的可叠加性,飞轮对轴的转动惯量可视为圆盘与两圆柱体对同轴的转动惯量之和;而匀质圆盘、圆柱体对轴的转动惯量的计算可查书中公式,或根据转动惯量的定义,用简单的积分计算得到.解 根据转动惯量的叠加性,由匀质圆盘、圆柱体对轴的转动惯量公式可得2424122221121m kg 136.021π161 2212212⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=+=ad ld ρd m d m J J J3-6 一燃气轮机在试车时,燃气作用在涡轮上的力矩为2.03×03N·m ,涡轮的转动惯量为25.0kg·m 2.当轮的转速由2.80×103r·min -1增大到1.12×104r·min -1时,所经历的时间t 为多少?分析 由于作用在飞轮上的力矩是恒力矩,因此,根据转动定律可知,飞轮的角加速度是一恒量;又由匀变速转动中角加速度与时间的关系,可解出飞轮所经历的时间.该题还可应用角动量定理直接求解.解1 在匀变速转动中,角加速度tωωα0-=,由转动定律αJ M =,可得飞轮所经历的时间()s 8.10200=-=-=n n MJ πJ M ωωt 解2 飞轮在恒外力矩作用下,根据角动量定理,有()00d ωωJ t M t -=⎰则 ()s 8.10π200=-=-=n n MJ J M ωωt3-7 电风扇接通电源后一般经5s 后到达额定转速10min r 300-⋅=n ,而关闭电源后经16 s 后风扇停止转动,已知电风扇的转动惯量为2m kg 5.0⋅,设启动时电磁力矩M 和转动时的阻力矩f M 均为常数,求启动时的电磁力矩M .分析 由题意知M 和f M 均为常数,故启动时电风扇在M 和f M 共同作用下,作匀加速转动,直至到达额定转速,关闭电源后,电风扇仅在f M 的作用下作匀减速转动.运用匀变速转动的运动学规律和转动定律既可求解.解 设启动时和关闭电源后,电风扇转动时的角加速度分别为1α和2α,则启动过程 αJ M M =-f110t αω=关闭电源后 2f αJ M =-0220=+t αω 联解以上各式并将60200n πω=以及0n 、1t 、2t 、J 值代入,得 m N 12.4⋅=M3-8 一质量为m′、半径为R 的均匀圆盘,通过其中心且与盘面垂直的水平轴以角速度ω转动,若在某时刻,一质量为m 的小碎块从盘边缘裂开,且恰好沿垂直方向上抛,问它可能达到的高度是多少?破裂后圆盘的角动量为多大?分析 盘边缘裂开时,小碎块以原有的切向速度作上抛运动,由质点运动学规律可求得上抛的最大高度.此外,在碎块与盘分离的过程中,满足角动量守恒条件,由角动量守恒定律可计算破裂后盘的角动量.解 (1)碎块抛出时的初速度为R ω=0v由于碎块竖直上抛运动,它所能到达的高度为g R ωg h 222220==v(2)圆盘在裂开的过程中,其角动量守恒,故有L L L '-=0 式中ωR m L 221'=为圆盘未碎时的角动量;ωmR L 2='为碎块被视为质点时,碎块对轴的角动量;L 为破裂后盘的角动量.则ωR m m L 221⎪⎭⎫ ⎝⎛-'=3-9 一位溜冰者伸开双臂来以1.01s r -⋅绕身体中心轴转动,此时的转动惯量为1.33 2m kg ⋅,她收起双臂来增加转速,如收起双臂后的转动惯量变为0.48 2m kg ⋅.求(1)她收起双臂后的转速;(2)她收起双臂前后绕身体中心轴的转动动能各为多少?分析 各种物体(含刚体和变形体)在运动过程中,只要对空间某定点或定轴的外力矩之和为零,则物体对同一点或轴的角动量就守恒,在本题中当溜冰者绕身体中心轴转动时,人体重力和地面支持力均与该轴重合,故无外力矩作用,满足角动量守恒.此时改变身体形状(即改变对轴的转动惯量)就可改变转速,这是在体育运动中经常要利用的物理规律.解 (1)由分析知,有ωωJ J =00则 1-00s r 77.2⋅==ωωJJ (2)收起双臂前 J 26.2212001k ==ωJ E收起双臂后 J 72.6212k2==ωJ E 此时由于人体内力做功,有 1k 2k E E >端点,开始时棒自由悬挂.以100N 的力打击它的下端点,打击时间为0.02s .(1)若打击前棒是静止的,求打击时其角动量的变化;(2)棒的最大偏转角.分析 该题属于常见的刚体转动问题,可分为两个过程来讨论:(1)瞬间的打击过程.在瞬间外力的打击下,棒受到外力矩的角冲量,根据角动量定理,棒的角动量将发生变化,则获得一定的角速度.(2)棒的转动过程.由于棒和地球所组成的系统,除重力(保守内力)外无其他外力做功,因此系统的机械能守恒,根据机械能守恒定律,可求得棒的偏转角度.解 (1)由刚体的角动量定理得120s m kg 0.2d -⋅⋅====⎰t ΔFl t M ωJ L Δ(2)取棒和地球为一系统,并选O 处为重力势能零点.在转动过程中,系统的机械能守恒,即()θmgl ωJ cos 1212120-= 由式(1)、(2)可得棒的偏转角度为8388Δ31arccos o 222'=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=gl m t F θ一端的水平轴转动.如将此棒放在水平位置,然后任其落下,求:(1)当棒转过60°时的角加速度和角速度;(2)下落到竖直位置时的动能;(3)下落到竖直位置时的角速度.分析 转动定律M =Jα是一瞬时关系式,为求棒在不同位置的角加速度,只需确定棒所在位置的力矩就可求得.由于重力矩()θl mg θM cos 2=是变力矩,角加速度也是变化的,因此,在求角速度时,就必须根据角加速度用积分的方法来计算(也可根据转动中的动能定理,通过计算变力矩的功来求).至于棒下落到竖直位置时的动能和角速度,可采用系统的机械能守恒定律来解,这是因为棒与地球所组成的系统中,只有重力作功(转轴处的支持力不作功),因此,系统的机械能守恒.解 (1)棒绕端点的转动惯量231ml J=由转动定律M =Jα可得棒在θ位置时的角加速度为()l θg J θM α2cos 3==当θ=60°时,棒转动的角加速度2s 418-=.α 由于θωωt ωαd d d d ==,根据初始条件对式(1)积分,有⎰⎰=o 6000d d θαωωω 则角速度为1600s 98.7sin 3o-==lθg ω(2)根据机械能守恒,棒下落至竖直位置时的动能为J 98.021==mgl E K(3)由于该动能也就是转动动能,即221ωJ E K =,所以,棒落至竖直位置时的角速度为1s 57.832-==='l gJ E ωK。
同济大学08-09普通物理期末考卷
同济大学课程考核试卷 2008 — 2009学年第二学期课号:124001 课名:普通物理(A )上 考试此卷选为:期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷年级 专业 学号 姓名计算题 选择题 1∼9 填空题 10∼18 19 20 21 问答题 22 得分(考试时间:120分钟 闭卷)一、选择题(共27分) 1、(本题3分)有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:(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) 当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.[ ]2、(本题3分)O如图所示,将一根质量为m 、长为l 的均匀细杆悬挂于通过其一端的固定光滑水平轴O 上.今在悬点下方距离x 处施以水平冲力,使杆开始摆动,要使在悬点处杆与轴之间不产生水平方向的作用力,则施力的位置x 应等于F rF r(A) 3l / 8. (B) l / 2.(C) 2l / 3. (D) l . [] 3、(本题3分)如图,bca 为理想气体绝热过程,b 1a 和b 2a 是任意过程,则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是:(A) b 1a 过程放热,作负功;b 2a 过程放热,作负功.(B) b 1a 过程吸热,作负功;b 2a 过程放热,作负功.(C) b 1a 过程吸热,作正功;b 2a 过程吸热,作负功.(D) b 1a 过程放热,作正功;b 2a 过程吸热,作正功.[ ] 4、(本题3分)甲说:“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1”乙说:“热力学第二定律可表述为效率等于 100%的热机不可能制造成功”丙说:“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于.”丁说:“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于”对以上说法,有如下几种评论,哪种是正确的? )/(112T T −)/(112T T − (A) 甲、乙、丙、丁全对. (B) 甲、乙、丙、丁全错.(C) 甲、乙、丁对,丙错. (D) 乙、丁对,甲、丙错. [ ]5、(本题3分)静电场中某点电势的数值等于 (A) 单位正电荷置于该点时具有的电势能. (B) 单位试验电荷置于该点时具有的电势能. (C) 试验电荷置于该点时具有的电势能. 0q (D) 把单位正电荷从该点移到电势零点外力所作的功. [ ]6、(本题3分)如图所示,一封闭的导体壳A 内有两个导体B 和C 。
大学物理智慧树知到课后章节答案2023年下三峡大学
大学物理智慧树知到课后章节答案2023年下三峡大学第一章测试1.某质点的运动方程为x=3t-5t3+6(SI),则该质点作( )。
A:变加速直线运动,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:匀加速直线运动,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。
答案: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,瞬时加速度,则一秒钟后质点的速度()。
A:等于-2m/s B:不能确定 C:等于零 D:等于2m/s 答案:不能确定3.某物体的运动规律为,式中的k为大于零的常数.当t=0时,初速为v0,则速度v与时间t的函数关系是( )。
A: B:C: D:答案:4.某质点沿半径为1米的圆周运动,运动方程为,2秒末质点的切向加速的大小为()。
A:6 B:24 C:12 D:48 答案:245.曲线运动一定有加速度() A:错 B:对答案:对6.讨论地球公转时可视为质点,而讨论地球自转时不能视为质点。
()A:对 B:错答案:对7.位移的大小等于路程。
()A:对 B:错答案:错第二章测试1.某质点在力(SI)的作用下沿x轴作直线运动。
在从x=0移动到x=5m的过程中,力做功为()。
A:125J B:75J C:50J D:25J 答案:75J2.质点系的内力可以改变()。
A:系统的总动量 B:系统的总质量 C:系统的总动能 D:系统的总角动量答案:系统的总质量3.力作用在质量为1kg的物体上,使物体由静止开始做直线运动,则它在2s末的动量大小为()。
A:54 B:28 C:24 D:56 答案:244.一质量为M的斜面原来静止于水平光滑平面上,将一质量为m的木块轻轻放于斜面上,如图.如果此后木块能静止于斜面上,则斜面将()A:保持静止 B:向右加速运动 C:向左加速运动 D:向右匀速运动答案:保持静止5.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:外力和保守内力都不作功 B:外力和非保守内力都不作功 C:合外力为0 D:合外力不作功答案:外力和非保守内力都不作功6.质点做匀速圆周运动时,它的动量变化,而相对于圆心的角动量不变。
大学物理简明教程习题3详解
习题33.1选择题(1) 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上: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当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.答案:(B)(2) 一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上,滑轮的转动惯量为J,绳下端挂一物体.物体所受重力为P,滑轮的角加速度为α.若将物体去掉而以与P相等的力直接向下拉绳子,滑轮的角加速度α将()(A) 不变.(B) 变小.(C) 变大.(D) 如何变化无法判断.答案:(C)(3)关于刚体的转动惯量,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。
答案:(C)(4) 一人造地球卫星到地球中心O的最大距离和最小距离分别是R A和R B.设卫星对应的角动量分别是L A、L B,动能分别是E KA、E KB,则应有()(A) L B > L A,E KA > E KB.(B) L B > L A,E KA = E KB.(C) L B = L A,E KA = E KB.(D) L B < L A,E KA = E KB.(E) L B = L A,E KA < E KB.答案:(E)(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.题3.1(5)图答案: (C) 3.2填空题(1) 三个质量均为m 的质点,位于边长为a 的等边三角形的三个顶点上.此系统对通过三角形中心并垂直于三角形平面的轴的转动惯量J 0=________,对通过三角形中心且平行于其一边的轴的转动惯量为J A =__________,对通过三角形中心和一个顶点的轴的转动惯量为J B =__________. 答案:ma 2 ;21 ma 2 ; 21ma 2(2) 两个质量分布均匀的圆盘A 和B 的密度分别为ρA 和ρB (ρA >ρB ),且两圆盘的总质量和厚度均相同。
西交大14秋《普通物理》网上作业及参考答案
单选题多选题一、单选题(共V1. 有两只对准的钟,一只留在地面上,另一只带到以速率A.B.C.D.满分:2. 在均匀磁场中,有两个面积相等,通过电流相同的线圈,一个是三角形,一个是A.B.C.D.满分:3. :A.B.C.D.满分:4.A.B.C.D.满分:5. 题面见图片A.B.C.D.满分:6.A.B.C.D.满分:7.A.B.C.D.满分:2 分8. 将形状完全相同的铜环和木环静止放置在交变磁场中,并假设通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,不计自感时则():A. 铜环中有感应电流,木环中无感应电流B. 铜环中有感应电流,木环中有感应电流C. 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小D. 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大满分:2 分9. 题面见图片A.B.C.D.满分:2 分10. 一带电粒子以与磁感应强度成30度角的初速度射入匀强磁场,它将做():A. 抛体运动B. 螺旋线运动C. 直线运动D. 圆周运动满分:2 分11. 题面见图片A.B.C.D.满分:12.A.B.C.D.满分:2 分13. 在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动():A. 振幅相同,相位相同B. 振幅不同,相位相同C. 振幅相同,相位不同D. 振幅不同,相位不同满分:2 分14. 有两个倾角不同、高度相同、质量一样的斜面放在光滑的水平面上,斜面是光滑的,有两个一样的物块分别从这两个斜面的顶点由静止开始滑下,则():A. 物块到达斜面底端时的动量相等B. 物块到达斜面底端时动能相等C. 物块和斜面(以及地球)组成的系统,机械能不守恒D. 物块和斜面组成的系统水平方向上动量守恒满分:2 分15. 题面见图片A.B.C.D.满分:16. ():A.B.C.D.满分:17.A.B.C.D.满分:2 分18. 下列关于波长的说法正确的是():A. 在波传播方向上相邻两个位移相同点的距离B. 在波传播方向上相邻两个运动速度相同点的距离C. 在波传播方向上相邻两个振动相位相同点的距离D. 在波传播方向上相邻两个加速度相同点的距离满分:2 分19. 题面见图片A.B.C.D.满分:20.A.B.C.D.满分:21.A.B.C.D.满分:22. 题面见图片A.B.C.D.满分:2 分23. 自然光和线偏振光的混合光束,通过一偏振片时,随着偏振片以光束的传播方向为轴的转动,透射光的强度也跟着改变,如最强和最弱的光强之比为6:1,那么入射光中自然光和线偏振光的强度之比为():A. 5:7B. 2:7C. 2:5D. 2:3满分:2 分24. 下面说法正确的是():A. 质点系动量守恒,一部分质点的速率变大,另一部分质点的速率变小B. 质点系动量守恒,一部分质点的速率变大,另一部分质点的速率不变C. 质点系动量守恒,一部分质点的速率变小,另一部分质点的速率不变D. 质点系动量守恒,系统内各质点动量的矢量和保持不变满分:2 分25. 一个固有长度为4.0米的物体,若以速率0.6C沿X轴相对某惯性系运动,从该惯性系来测量,此物体长度为A. 4米B. 3.2米C. 2.4米D. 无法判断满分:2 分26. 一个人站在电梯中的磅秤上,若电梯():A. 加速上升,他的视重为零B. 加速上升,他的视重大于在地面上的体重C. 加速下降,他的视重为零D. 加速下降,他的视重大于在地面上的体重满分:2 分27. 题面见图片A.B.C.D.满分:28.A.B.C.D.满分:29.A.B.C.D.满分:30.A.B.C.D.满分:31. 题面见图片A.B.C.D.满分:2 分32. 题面见图片A.B.C.D.满分:2 分33. 题面见图片A.B.C.D.满分:2 分34. 在物体沿一粗糙斜面下滑的过程中,正确的说法是():A. 重力做正功,摩擦力做负功,正压力不做功B. 重力做正功,摩擦力做负功,正压力做正功C. 重力做负功,摩擦力做正功,正压力不做功D. 重力做负功,摩擦力做正功,正压力做正功满分:2 分35. 题面见图片A.B.C.D.满分:2 分36. 一辆车沿弯曲公路行驶,作用在车辆上的合力的方向指向():A. 道路外侧B. 道路内侧C. 道路中间D. 无法判断满分:2 分37. 两个相同的刚性容器,一个盛有氢气,一个盛有氦气(均视为刚性分子理想气体)。
大学物理学(课后答案)第4章
第4章 刚体的定轴转动习 题一 选择题4-1 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体下,对此有以下几种说法:(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)当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.对L 述说法下述判断正确的是[ ](A )只有(l )是正确的 (B )(1)、(2)正确,(3)、(4)错误 (C )(1)、(2)、(3)都正确 (D )(1)、(2)、(3)、(4)都正确 解析:力矩是描述力对刚体转动的作用,=⨯M r F 。
因此合力为零时,合力矩不一定为零;合力矩为零时,合力也不一定为零。
两者并没有一一对应的关系。
答案选B 。
4-2 有A 、B 两半径相同,质量相同的细圆环。
A 环的质量均匀分布,B 环的质量不均匀分布,设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为A I 和B I ,则有[ ](A )A B I I > (B )A B I I < (C )无法确定哪个大 (D )A B I I = 解析:转动惯量2i i iI m r =∆∑,由于A 、B 两细圆环半径相同,质量相同,所以转动惯量相同2A B I I mR ==,而与质量分布均匀与否无关。
选D 。
4-3 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,如图4-3所示.今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆到竖直位置的过程中,下述说法正确的是[ ](A )角速度从小到大,角加速度不变 (B )角速度从小到大,角加速度从小到大(C )角速度从小到大,角加速度从大到小 (D )角速度不变,角加速度为零解析:在棒摆到竖直位置的过程中,重力势能和转动动能相互转化,因此转速越来越大,即角速度从小到大。
整个过程中棒只受到重力矩的作用,211cos 23M mg l J ml θαα===,所以3cos 2gl αθ=,随着转角θ逐渐增大,角加速度α由大变小。
大学物理考试题及答案
大学物理考试题及答案一、选择题(将正确答案填在题后的方框内。
每题3分共36分)1. 一物体作圆周运动,则:(A)加速度方向必指向圆心;(B)切向加速度必定为零;(C)法向加速度必为零;(D)合加速度必不等于零。
2. 一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为(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。
4. 对功的概念有以下几种说法:(1) 保守力作正功时,系统内相应的势能增加。
(2) 质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。
(3) 作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作的功的代数和必然为零。
在上述说法中:(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。
5. 一力学系统由两个质点组成,它们之间只有引力作用。
若两质点所受外力的矢量和为零,则此系统:(A) 动量、机械能以及对一轴的角动量都守恒;(B) 动量、机械能守恒,但角动量是否守恒不能断定;(C) 动量和角动量守恒,但机械能是否守恒不能断定;(D) 动量守恒,但机械能和角动量守恒与否不能断定。
6. 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:(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) 当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。
_____________ [7. 一半径为R质量为m的圆型平板在粗糙的水平桌面上,绕垂直于平板的轴转动,摩擦力对轴之矩为:。
有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上
,轮与轴承间、
2
绳索与轮间的摩擦力均略去不计,绳的质量也略去不计。试求两物体的
加速度和绳的张力。
解:分别研究组合轮以及A、B物体,假设
r
R
T2/ T2
B
A向下运动,B向上运动,组合轮顺时针转
动,以该运动方向为正列方程:
T1/ T1/ R T2/r J1 J2
T2 m2 g m2a2
m1g T1 m1a1 T1 T1 T1/ ,T2 T2/ , a1 R , a2 r
m2 g T m2r m2gr Tr m2r 2
A
r
Tr m2 gr
1 2
m1r 2
Tr m2r 2
m2
gr
1 2
m1r
2
m2r
2
T2
m2 g
1 2
m1r
m2r
2m2 g
m1r
2m2r
T1
B
2m2 m1r 2m2r
m2 g
a r 2m2g
m1 2m2 从静止开始运动1,s后B下降的距离:
v2
h2
h1 m
对称性:引力矢量和过地心
对地心力矩为零
v1
卫星 m 对地心 o 角动量守恒
此外,以卫星和地球为系统, 忽略其它外界作用,系统的 机械能守恒。
dm O dF
dm’
dF1
m
dF2
r1 R h1 r2 R h2
v2
h2
h1 m
卫星 m 对地心 o 角动量守恒
mv1r1 mv2r2
m1gR
m2 gr
J1
m1gR m2 gr J2 m1R2 m2r 2
r R
T2/ T2
有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上
有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上
当两个力作用在一个有固定转轴的刚体上时,会产生一定的力矩,使得刚体产生角加
速度。
这种情况下,刚体的角加速度与力的大小、方向和施力点到转轴的距离等因素都有
关系。
在这种情况下,我们可以通过以下公式来计算刚体的角加速度:
α = ΣM/I
其中,α表示刚体的角加速度,ΣM表示所有在刚体上产生的力矩之和,I表示刚体
的转动惯量。
因此,当力矩的总和越大,刚体的角加速度也会越大;相反,当转动惯量越
大时,刚体的角加速度就会越小。
在实际应用中,我们还需要考虑力的方向和施力点到转轴的距离等因素。
当两个力的
方向与刚体的转动方向相互垂直时,它们就会产生一个合力,将刚体向着某一个方向转动。
而当力的作用点越接近转轴时,它们产生的力矩就会越小,从而使刚体的角加速度降低。
因此,当两个力作用在一个有固定转轴的刚体上时,需要对力的大小、方向和施力点
到转轴的距离等因素进行分析,才能比较准确地计算刚体的角加速度。
在实际应用中,还
需要根据具体情况来确定力的方向和施力点的位置,以便实现最佳的转动效果。
西安科技大学大学物理期末考试试卷(含答案)
西安科技大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1.一带电粒子垂直射入均匀磁场中,如果粒子的质量增加为原来的2倍,入射速度也增加为原来的2倍,而磁场的磁感应强度增大为原来的4倍,则通过粒子运动轨道所围面积的磁通量增大为原来的:( )(A) 2倍 (B) 4倍 (C) 0.5倍 (D) 1倍答案B2.无限长直圆柱体,半径为R ,沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r < R )的磁感强度为B i ,圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e ,则有 ( )(A) B i 、B e 均与r 成正比(B) B i 、B e 均与r 成反比(C) B i 与r 成反比,B e 与r 成正比(D) B i 与r 成正比,B e 与r 成反比答案D3.下列说法正确的是( )(A) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内一定没有电流穿过(B) 闭合回路上各点磁感强度都为零时回路内穿过电流的代数和必定为零(C) 磁感强度沿闭合回路的积分为零时回路上各点的磁感强度必定为零(D) 磁感强度沿闭合回路的积分不为零时回路上任意一点的磁感强度都不可能为零 答案B4.如图所示,半径为R 的均匀带电球面,总电荷为Q ,设无穷远处的电势为零,则球内距离球心为r 的P 点处的电场强度的大小和电势为: ( )(A) 00,4QE U rπε== (B) 00,4Q E U R πε==(C) 200,44QQ E U rr πεπε== (D)200,44QQ E U r R πεπε==答案B5. 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( )(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)是正确的答案 C6. 有两个倾角不同、高度相通、质量一样的斜面放在光滑的水平面上,斜面是光滑的,有两个一样的物块分别从这两个斜面的顶点由静止开始滑下,则( )(A )物块到达斜面低端时的动量相等(B )物块到达斜面低端时动能相等(C )物块和斜面(以及地球)组成的系统,机械能不守恒(D )物块和斜面组成的系统水平方向上动量守恒答案 D7. 对功的概念有以下几种说法:(1)保守力作正功时,系统内相应的势能增加;(2)质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零;(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者所作功的代数和必为零。
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对上述说法,下述判断正确的是( B )
(A) 角动量守恒,动能守恒 (B) 角动量守恒,机械能守恒
(C) 角动量不守恒,机械能守恒 (D) 角动量不守恒,动量也不守恒
(E) 角动量守恒,动量也守恒
解:卫星~质点 m
地球~均匀球体
v2
对称性:引力矢量和过地心
h2
h1 m
对地心力矩为零
卫星 m 对地心 o 角动量守恒
v1
此外,以卫星和地球为系统, 忽略其它外界作用,系统的 机械能守恒。
0.154 0.02 2 0.054 0.08
0.136 kg m2
2
4 13: 如图所示,质量m1 16kg的实心圆柱体A,其半径为r 15cm,可以 绕其固定水平轴转动,阻力忽略不计。一条轻的柔绳绕在圆柱体上,其一
端系一个质量为m2 8kg的物体B,求:(1)物体B由静止开始下降1s后的 距离;(2)绳的张力。
4 14 : 质量为m1和m2的两物体A、B分别悬挂在如图所示的组合轮两端。
m1 2m2 从静止开始运动,1s后B下降的距离:
h 1 at2 m2g 89.8 2.45m
绳中张力:
2
m1 2m2 16 16
T
1 2
m1r
m1r 2
2m2g m1r 2m2r
m1m2 g m1 2m2
1689.8 16 16
39.2N
A
r
Tr m2 gr
1 2
m1r 2
Tr m2r 2
m2
gr
1 2
m1r
2
m2r
2
T2
m2 g
1 2
m1r
m2r
2m2 g
m1r
2m2r
T1
B
2m2 g
m1r
2m2 r
2m2 g m1r 2m2r
m2 g
a r 2m2g
dm O dF
dm’
dF1
m
dF2
4
7
:
某种电动机启动后转速随时间变化的关系为
0 1
t
e
,式中
0 9rad / s, 2s。求:(1)t 6s时的转速;(2)角加速度随时间
变化的规律;(3)启动后6s内转过的圈数。
解:(1)
0 1
R盘2
12
m圆柱R圆2 柱
1 2
R圆2 柱h圆柱
R圆2 柱
1 2
R圆4 柱h圆柱
J总
J圆盘
2J圆柱
R盘4 h盘
2
R圆4 柱h圆柱
2
R盘4 h盘 2R圆4 柱h圆柱
3.147.8103
(A) 角速度从小到大,角加速度不变 O
A
(B) 角速度从小到大,角加速度从小 到大
(C) 角速度从小到大,角加速度从 大到小
(D) 角速度不变,角加速度为零
绕过O点的轴做定轴转动。求:运动过程中角速度和角 加速度的变化情况
受力和运动分析:
刚体定轴转动定律:M J
M rF sin rmg sin
(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
大小相等,方向相反,不在同一
直线上的一对力称为力偶。其力
偶矩为:
M
r1
F
r2
F
r1
F
r2
F
(r1 r2 ) F
l F
M Fd
d为两作用线的垂直距离,即力偶 臂
F
F
Fi 0 , Mi 0
F
F
Fi 0 , Mi 0
r
2r
T
2T
4-3 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,如图所示。今使棒从水平位置 由静止开始自由下落,在棒摆到竖直位置的过程中, 下述说法正确的是( )C
4 9:一飞轮由一直径为30cm,厚度为2cm的圆盘和两个直径都为10cm ,长为8cm的共轴圆柱体组成,设飞轮的密度为7.8103 kg / m3,求飞轮 对轴的转动惯量。
解:圆盘与圆柱共轴,该装置的转动惯量等于
每部分对轴的转动惯量之和。
J圆盘
1 2
m盘 R盘2
1 2
R盘2 h盘
: 90 0 M
O
A 因棒由静止开始下摆, 与 转
r mg
mg
向一致,所以角速度由小变大。
另:
2 1
Md
1 2
J22
1 2
J12
另:机械能守恒
4-5 假设卫星环绕地球中心作椭圆运动,则在运动过 程中,卫星对地球中心的( B )
d
dt
d
dt
d
0
6
dt
0
6
t
0 1 e
0
dt
0
6 0
dt
6 0
t
e
dt
0
6
6 0
d
t
e
0 6
6
e
e0
9 6 2e3 2 36.9rad 折算为圈数:36.9 5.87圈 2
t
e
9 1
6
e2
9
1
e3
8.6rad / s
(2)
d
dt
d dt
0
1
e
t
0
e
t
1
0
t
e
t
4.5e 2
rad / s2
(3)
解:分别研究A和B,列出方程如下
r
(运动方向为正方向):
A
T2
T1
B
m2 g
T2r
J
1 2
m1r 2
m2 g T1 m2a
a r
T1 T2 T
Tr
1 2
m1r
2
Tr
1 2
m1r 2
m2 g T m2r m2gr Tr m2r 2