面向新世纪课程教材大学物理大作业答案——刚体力学作业

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《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

《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___________。

刚体大作业.doc

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大学物理( A )大作业(三)刚体定轴转动教学班姓名学号成绩一、选择题【】1. 两个匀质圆盘 A 和 B 的密度分别为A 和B ,若 A > B ,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轴的转动惯量各为J AB和 J ,则(A) J A > J B (B) J B >J A (C) J A = J B (D) 不能确定【】 2. 有一根水平杆子,一半是铁,一半是木头,长度、截面均相同,可分别绕 a , b , c 三根竖直轴转动,如图所示。

试问对哪根轴的转动惯量最大(A) a 轴(B) b 轴(C) c 轴(D) 都一样【 】 3. 如图所示,一摆由质量均为 m 的杆与圆盘构成,杆长等于圆盘直径 2 倍,则摆对通过 O 点并与圆盘平面垂直轴的转动惯量为D 的(A) 7 17mD 224(B)17mD 24(C) 5 17mD 224(D)17mD 26【】 4. 刚体绕定轴作匀变速转动时,刚体上距转轴为 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、法向加速度的大小均保持恒定(C) 切向加速度的大小恒定,法向加速度的大小变化(D) 切向加速度的大小变化,法向加速度的大小恒定 【】 5. 在下列说法中错误的是(A) 刚体定轴转动时,各质点均绕该轴作圆周运动(B) 刚体绕定轴匀速转动时,其线速度不变(C) 力对轴的力矩 M 的方向与轴平行(D) 处理定轴转动问题时, 总要取一个转动平面 S ,只有 S 面上的分力对轴产生的力矩才对定轴转动有贡献【】 6. 下列说法中正确的是(A) 作用在定轴转动刚体上的力越大,刚体转动的角加速度越大(B) 作用在定轴转动刚体上的合力矩越大,刚体转动的角速度越大(C) 作用在定轴转动刚体上的合力矩越大,刚体转动的角加速度越大(D) 作用在定轴转动刚体上的合力矩为零,刚体转动的角速度为零【】 7. 均质细杆可绕过其一端且与杆垂直的水平光滑轴在竖直平面内转动。

最新大学物理(第四版)课后习题及答案 刚体

最新大学物理(第四版)课后习题及答案 刚体

题4.1:一汽车发动机曲轴的转速在s 12内由13min r 102.1-⋅⨯均匀的增加到13min r 107.2-⋅⨯。

(1)求曲轴转动的角加速度;(2)在此时间内,曲轴转了多少转?题4.1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td d ωα=,在匀变速转动中角加速度为 ()200s rad 1.132-⋅=-=-=tn n t πωωα(2)发动机曲轴转过的角度为 ()t n n t t t 0020221+=+=+=πωωαωθ在12 s 内曲轴转过的圈数为圈390220=+==t n n N πθ 题4.2:某种电动机启动后转速随时间变化的关系为)1(0τωωte --=,式中10s rad 0.9-⋅=ω,s 0.2=τ。

求:(1)s 0.6=t 时的转速;(2)角加速度随时间变化的规律;(3)启动后s 0.6内转过的圈数。

题4.2解:(1)根据题意中转速随时间的变化关系,将t = 6.0 s 代入,即得100s 6.895.01--==⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ωωωτte(2)角加速度随时间变化的规律为220s 5.4d d ---===tte e t ττωωα(3)t = 6.0 s 时转过的角度为 rad 9.36d 1d 60060=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==⎰⎰-s tst e t τωωθ 则t = 6.0 s 时电动机转过的圈数圈87.52==πθN 题4.3:如图所示,一通风机的转动部分以初角速度0ω绕其轴转动,空气的阻力矩与角速度成正比,比例系数C 为一常量。

若转动部分对其轴的转动惯量为J ,问:(1)经过多少时间后其转动角速度减少为初角速度的一半?(2)在此时间内共转过多少转?题4.3解:(1)通风机叶片所受的阻力矩为ωM C -=,由转动定律αM J =,可得叶片的角加速度为 JC t ωωα-==d d (1) 根据初始条件对式(1)积分,有⎰⎰-=ωωω00d d d t t J C t由于C 和J 均为常量,得t JC e-=0ωω当角速度由0021ωω→时,转动所需的时间为2ln CJt = (2)根据初始条件对式(2)积分,有⎰⎰-=tt JC t e00d d ωθθ即 CJ 20ωθ=在时间t 内所转过的圈数为CJ N πωπθ420==题4.4:一燃气轮机在试车时,燃气作用在涡轮上的力矩为m N 1003.23⋅⨯,涡轮的转动惯量为2m kg 0.25⋅。

大学物理刚体的运动及其习题答案共42页文档

大学物理刚体的运动及其习题答案共42页文档
33、如果惧怕前面跌宕的山岩,生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ,睁大 眼睛, 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ,心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的,也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ,也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
大学物理刚体的运动及其习 题答案
31、别人笑我太疯癫,我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣,抱怨者 的牢骚 ,这是 羊群中 的瘟疫 ,我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望, 辛勤耕 耘,忍 受苦楚 。我一 试再试 ,争取 每天的 成功, 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ,我继 续拼搏 。
ห้องสมุดไป่ตู้
谢谢!
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来

参考解答01 刚体力学 (1)(1)

参考解答01 刚体力学 (1)(1)

=
r被 r主

=
0.40 0.20
8π=16π
s1
主 =

t
=4π
s2
= 1 t 2 =32π rad
2
n= 32π 16 2π
J2 J1 J3 从大到小
大学物理习题参考解答
从小到大,
大学物理习题参考解答
提示
W
1 J2
2
1 2
mr
2
(22
12 )
对O轴的角动量 对该轴的合外力矩为零
机械能
大学物理习题参考解答
1
提示 J11 J22
2
平衡杠杆
速度杠杆
省力杠杆
9.0103 m3 K p V0 ΔV
大学物理习题参考解答
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大学物理习题参考解答
大学物理习题参考解答
大学物理习题参考解答
解:(1) 角动量守恒
O v
O'
大学物理习题参考解答
C
提示 卫星受地球引力,动量不守恒; 卫星对地球为轴的力矩为零, 角动量守恒.
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D
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C
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B
二.ห้องสมุดไป่ตู้空题 直线
曲线
大学物理习题参考解答
M J
匀加速转动
大学物理习题参考解答
提示
v主 =v被 r主主 =r被被

0 (J盘 J人) 盘地J盘 - 人地J人 - 人地 -人盘 盘地 0 (J盘 J人) 盘地J盘 - 人盘J人 盘地J人

大学物理第三章刚体力学基础习题答案 ppt课件

大学物理第三章刚体力学基础习题答案 ppt课件

12
3
联立可得: v M 3mu
M 3m
6mu
M 3m
l
3-18 MkJJd
dt
t
0
k J
dt
0
2
0
d
t J ln 2 k
3-19 设子弹射入后圆盘的角速度为ω,由角动量守恒得
mv0R(mR2大1 2学m 物理0R 第三2)章刚体力学基础习题
2mv0 2mRm0R
6
答案
质点运动与刚体定轴转动对照表
转速,此时相应的角速度为 0。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, 并假定摩擦力矩和电机的电磁力矩均为常量,试根据 已知量推算电机的电磁力矩。
解: 设电机的电磁力矩为M,摩擦力矩为Mf
MMf J1 Mf J2
1
0 t1
2
0 t2
MJ(12)
J0
(1 t1
1 t2
)
大学物理第三章刚体力学基础习题
(1)物体自静止下落,5s内下降的距离; (2)绳中的张力。
解:
mgTma
TRJ 1 MR2 a
2R a 2mg5.0m 6s2
M2m
T 1 Ma 2
h1at2 63.2m 2
Tm (ga)3.9 7 N
大学物理第三章刚体力学基础习题
14
答案
3-8 长为l,质量为M的匀质杆可绕通过杆一端O的 水平光滑固定轴转动,转动惯量为 1 M l 2 ,开始时杆
16
答案
质点运动
刚体定轴转动
质量
m
力 第二定律
F
Fma
F dp
转动惯量 J r2dm m

大学物理2-1第四章(刚体力学)习题答案

大学物理2-1第四章(刚体力学)习题答案

大学物理2-1第四章(刚体力学)习题答案习题四4-1 一飞轮的半径为2m ,用一条一端系有重物的绳子绕在飞轮上,飞轮可绕水平轴转动,飞轮与绳子无相对滑动。

当重物下落时可使飞轮旋转起来。

若重物下落的距离由方程2at x =给出,其中2s m 0.2=a 。

试求飞轮在t 时刻的角速度和角加速度。

[解] 设重物的加速度为t a ,t 时刻飞轮的角速度和角加速度分别为ω和β,则a txa 2d d 22t ==因为飞轮与绳子之间无相对滑动,所以βR a =t则 2t rad/s 0.220.222=?===R a R a β 由题意知 t =0时刻飞轮的角速度00=ω 所以 rad 0.20t t t ==+=ββωω4-2 一飞轮从静止开始加速,在6s 内其角速度均匀地增加到200minrad,然后以这个速度匀速旋转一段时间,再予以制动,其角速度均匀减小。

又过了5s 后,飞轮停止转动。

若该飞轮总共转了100转,求共运转了多少时间 [解] 分三个阶段进行分析10 加速阶段。

由题意知111t βω= 和11212θβω= 得22111211t ωβωθ==20 匀速旋转阶段。

212t ωθ= 3制动阶段。

331t βω= 33212θβω= 22313213t ωβωθ== 由题意知100321=++θθθ 联立得到πωωω210022312111?=++t t t所以 s 1836020025602002660200210022=-??-=ππππt 因此转动的总时间 s 19418356321=++=++=t t t t4-3 历史上用旋转齿轮法测量光速的原理如下:用一束光通过匀速旋转的齿轮边缘的齿孔A ,到达远处的镜面反射后又回到齿轮上。

设齿轮的半径为5cm ,边缘上的齿孔数为500个,齿轮的转速,使反射光恰好通过与A 相邻的齿孔B 。

(1)若测得这时齿轮的角速度为600s r ,齿轮到反射镜的距离为500 m ,那么测得的光速是多大(2)齿轮边缘上一点的线速度和加速度是多大[解] (1) 齿轮由A 转到B 孔所需要的时间5103126005002?===ππωθt所以光速 s m 10310315002285=??==TL c(2) 齿轮边缘上一点的线速度s m 1088.1260010522?===-πωR v齿轮边缘上一点的加速度()25222s m 1010.71052600?===-πωR a4-4 刚体上一点随刚体绕定轴转动。

大学物理第3章 刚体力学习题解答之欧阳歌谷创编

大学物理第3章 刚体力学习题解答之欧阳歌谷创编

第3章 刚体力学习题解答欧阳歌谷(2021.02.01)3.13 某发动机飞轮在时间间隔t 内的角位移为):,:(43s t rad ct bt at θθ-+=。

求t 时刻的角速度和角加速度。

解:23212643ct bt ct bt a dt ddtd -==-+==ωθβω 3.14桑塔纳汽车时速为166km/h ,车轮滚动半径为0.26m ,发动机转速与驱动轮转速比为0.909, 问发动机转速为每分多少转?解:设车轮半径为R=0.26m ,发动机转速为n 1, 驱动轮转速为n 2, 汽车速度为v=166km/h 。

显然,汽车前进的速度就是驱动轮边缘的线速度,909.0/2212Rn Rn v ππ==,所以:3.15 如题3-15图所示,质量为m 的空心圆柱体,质量均匀分布,其内外半径为r 1和r 2,求对通过其中心轴的转动惯量。

解:设圆柱体长为h ,则半径为r ,厚为dr 的薄圆筒的质量dm 为:对其轴线的转动惯量dI z 为3.17 如题3-17图所示,一半圆形细杆,半径为,质量为 ,求对过细杆二端轴的转动惯量。

解:如图所示,圆形细杆对过O 轴且垂直于圆形细杆所在平面的轴的转动惯量为mR 2,根据垂直轴定理z x y I I I =+和问题的对称性知:圆形细杆对过轴的转动惯量为12mR 2,由转动惯量的可加性可求得:半圆形细杆对过细杆二端 轴的转动惯量为:214AA I mR '= 3.18 在质量为M ,半径为R 的匀质圆盘上挖出半径为r 的两个圆孔,圆孔中心在半径R 的中点,求剩余部分对过大圆盘中心且与盘面垂直的轴线的转动惯量。

解:大圆盘对过圆盘中心o 且与盘面垂直的轴线(以下简称o 轴)的转动惯量为221MR I =.由于对称放置,两个小圆盘对o 轴的转动惯量相等,设为I’,圆盘质量的面密度σ=M/πR 2,根据平行轴定理,设挖去两个小圆盘后,剩余部分对o 轴的转动惯量为I”3.19一转动系统的转动惯量为I=8.0kgm 2,转速为ω=41.9rad/s ,两制动闸瓦对轮的压力都为392N ,闸瓦与轮缘间的摩擦系数为μ=0.4,轮半径为r=0.4m ,问从开始制动到静止需多长时间?解:由转动定理:制动过程可视为匀减速转动,/t αω=∆∆3.20一轻绳绕于r=0.2m 的飞轮边缘,以恒力F=98N 拉绳,如题3-20图(a )所示。

大学物理-刚体力学习题解答

大学物理-刚体力学习题解答

1大学物理-刚体力学习题解答一、选择题1、 B,r v⨯=ω 2、 C, 3 、B, 4 、C, 5、 B, 平轴的力矩和为零,θθsin 2cos lmgNl =,所以2)tan (θmg N =。

6 、B, 7、 A, 32202mgR rdr R mrgrgdm M Rf μππμμ===⎰⎰ 8、 B ,在碰撞过程中,小球和摆对O 轴的角动量守恒,所以有1011sin 100mlv l v m=θ,220v v = 二、填空题1.t 108-==θω ,10-==θβ ,所以s rad s t 62.0==ω;22.010s rad s t -==β; s m R v m R s t 35.0,2.0====ω;()25.0,2.05s m R a m R s t -====βτ;()225.0,2.018s m R a m R s t n ====ω 2s m 18-⋅。

2.刚体对转轴转动惯性大小的量度;2I r dm =⎰;质量、质量分布、转轴的位置。

3.mLv 。

4.()()k t mgv j gt v i v j gt t v i t v v r L αααααcos 21sin cos 21sin cos 200020000-=-+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⨯=;k t mgv dt L d αcos 00-=;k t mgv dtL d Mαcos 00-==。

5.角动量;04ω 。

6.同时到达。

7.32g。

8.20012I ω。

三、计算题,1、设1m 向下运动,2m 向上运动,对两物体应用牛顿定律列方程有:1111m g T m a -=,2222T m g m a -=,对鼓轮应用转动定律有:11220T r T r -= ,(因为鼓轮的质量忽略不计) 设鼓轮的角加速度为β,则有:11a r β= ,22a r β= 。

联立求解以上各式得:21122221122m r m r g m r m r β-=+ ;若1m 向上运动,2m 向下运动,则 2211221122m r m r g m r m r β-=+ 。

大学物理大作业答案(2024)

大学物理大作业答案(2024)

引言概述:正文内容:一、力学1.牛顿三定律的应用解释牛顿第一定律的原理,并给出实际应用的例子。

找出物体的质心,并计算其位置坐标。

利用牛顿第二定律计算物体所受的合力和加速度。

2.作用力和反作用力解释作用力和反作用力的概念,并给出相关案例。

计算物体所受的作用力和反作用力的大小和方向。

应用牛顿第三定律解决实际问题。

3.动能和动能守恒计算物体的动能,并解释其物理意义。

说明动能守恒定律的原理,给出相应的实例。

利用动能守恒定律解决能量转化问题。

4.力学振动和波动解释简谐振动的特征和公式,并计算相关参数。

介绍波的基本概念和性质,并给出波动方程的解释。

分析机械波的传播和干涉现象。

5.万有引力和天体运动介绍万有引力定律的公式和原理。

计算引力和重力的大小和方向。

描述行星运动的轨道和速度,并解释开普勒定律。

二、热学1.理想气体定律和状态方程解释理想气体和实际气体的区别。

推导理想气体定律,解释每个变量的含义。

计算理想气体的性质和状态。

2.热力学第一定律和功解释热力学第一定律的原理,并给出相应公式。

计算系统的内能变化和热量的传递。

分析功的定义和计算方法。

3.热力学第二定律和熵介绍热力学第二定律的概念和表述方法。

计算熵的变化和热力学过程的可逆性。

解释热力学第二定律对能量转化的限制。

4.热传导和热辐射分析热传导的机制和方法,并计算热传导的速率。

描述热辐射的特性和功率密度。

利用热传导和热辐射解决实际问题。

5.热力学循环和效率给出常见热力学循环的定义和示意图。

计算热力学循环的效率和功率输出。

分析热力学循环的改进方法和应用。

三、电磁学1.静电场和电势描述静电场的特性和形成原理,并给出电势的定义。

计算电场和电势的大小和方向。

利用电势差解决电荷移动和电场中的工作问题。

2.电场和电场强度推导库仑定律和电场强度公式。

计算由点电荷、带电导体和带电平面产生的电场。

分析电场中带电粒子受力和加速度。

3.电容和电容器解释电容和电容器的概念和原理,并计算其电容量。

大学物理刚体的运动及其习题答案

大学物理刚体的运动及其习题答案

M J mR / t
2

M=f R= m NR
已知:重物m1m2 滑轮 M1 M2,R1 R2
m1 : m1 g T1 m1a m2 : T3 m2 g m2 a
J1 : T1R1 T2 R1 J11
T2 a
T1
m1
T3
m2
J 2 : T2 R2 T3 R2 J 2 2
静止时间2.2 ×10-6 运动尺子缩短 8000/g
下落需要时间 8000/g (0.998 ×3 ×108)=2.7 ×10-5/g

6-5已知:D x=0, Dt =2s, Dt’ =3s 求: Dx’ u 解: Dt ' g (Dt 2 Dx) =gDt c D x’=g (Dx-uDt) g =1.5,u=0.75c
思考:什么情况力矩为零?
例 滑轮转动惯量J, 绳子质量不计
平动
转动
T2
T1
a
m1 : m1 g T1 m1a m2 : T2 m2 g m2 a J : T1R T2 R J
a/R
一个飞轮的质量为m=60kg, 半径为R=0.25m, 正以每分1000转的转速转动.现要制动飞轮, 要求在t=5.0s内使它减速而停下来.求闸瓦对 轮的压力N。假定闸瓦与飞轮之间的摩擦系 数为m=0 .4,而飞轮的质量视为全部分布在 轮的外周。 N F 解:=1000· 2p /60 /t f
第五章
刚体的定轴转动
5-1 刚体的运动
5-2 刚体定轴转动定律
5-3 转动惯量的计算
5-4 刚体定轴转动定律的应用
5-5 转动中的功和能
5-6 刚体的角动量和角动量守恒定律

大学物理练习册习题及答案4

大学物理练习册习题及答案4

习题及参考答案第3章 刚体力学参考答案思考题3-1刚体角动量守恒的充分而必要的条件是 (A )刚体不受外力矩的作用。

(B )刚体所受合外力矩为零。

(C)刚体所受的合外力和合外力矩均为零。

(D)刚体的转动惯量和角速度均保持不变。

答:(B )。

3-2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 答:(C )。

3-3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 答:(C )。

3-4一水平圆盘可绕通过其中心的固定铅直轴转动,盘上站着一个人,初始时整个系统处于静止状态,当此人在盘上随意走动时,若忽略轴的摩擦,则此系统(A)动量守恒; (B)机械能守恒; (C)对转轴的角动量守恒;(D)动量、机械能和角动量都守恒; (E)动量、机械能和角动量都不守恒。

答:(C )。

3-5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o 且垂直于杆的竖直光滑固定轴自由转动,其转动惯量为213mL,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AMF思考题3-2图v思考题3-5图(A)23L v (B)45L v (C)67L v (D)89L v (E)127L v答:(C )。

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n kt 有 0
t 时角速度为
d

2.解:设 绳 中 张 力 为 T 对于重物按牛顿第二定律有 m2g–T=m2a
0
t
kdt
0ekt
(1)
1
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关,1系电过,力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层,机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2,高总而中体且资配可料置保试时障卷,各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高;中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整,处核或理对者高定对中值某资,些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定,卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置,跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等,料,编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气,线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术,技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项;资方对料式整试,套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资,气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技,进术合行,理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对:于于在调差分试动线过保盒程护处中装,高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时,术,作是应为指采调发用试电金人机属员一隔,变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内;图部同纸故一资障线料时槽、,内设需,备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切,验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中,术资要资料进料试行,卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

大学物理刚体力学测试题答案学习版.ppt

大学物理刚体力学测试题答案学习版.ppt
由 m V R2d R2 m d
J 1 mR2 1 m m 1
2
2 d
最新.
1
2.一个可以绕定轴转动的刚体:( D )
(A)若转动角速度很大,则角加速度一定很大; 匀角速度转动
(B)若转动角加速度为零,则受力一定为零;
(C)若受力很大,则角速度一定很大;
(D)若受力矩为零,则角加速度也一定为零。
M mgd mg 1 l cos30
30
2
由转动定理 M J
mg
mg 1 l cos 30 1 ml2
2
3
3g cos 30 3 3g
2l
4l
最新.
9
5若.半有径质为量为 R,m质,量速为度M为的v 圆的柱子可弹绕射水入平圆固柱定体轴边缘O并转留动在,其它中原,来如静图止所,
示,则圆柱体转动的角速度为____________。 2mv (M 2m)R
在子弹射入圆柱体的边缘的瞬间,其
合外力——重力过O轴,合外力矩为零,
子弹、圆盘系统对过O轴的角动量守恒。
mR 0 Jm JM
R O
m
R
0
mR2
1 2
MR2
2m
(M 2m)R
最新.
10
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
2
1 2
2.5 102
125rad
最新.
5
2.半径为 30cm 的飞轮,从静止开始以 0.5rad s 2 的角加速度
转动,则飞轮边缘上一点在飞轮转过 2400 时的切向加速度 at

05第五章 刚体力学作业答案

05第五章 刚体力学作业答案

一、选择题[ B ]1、(基础训练5)如图5-9所示,一静止的均匀细棒,长为L 、质量为m0,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2013m L .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) 0v m m L . (B)03v 2m m L . (C) 05v 3m m L . (D) 07v 4m m L【提示】碰撞。

把细棒与子弹看作一个系统,该系统所受合外力矩为零,所以系统的角动量守恒:20123v mvL m L m L ω⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,即可求出答案。

(*注意质点和刚体的角动量表达式不一样)[ C ] 2、(基础训练7)一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动,如图5-11所示,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.【提示】碰撞。

把三者看成一个系统,系统所受合外力矩为零,故系统的角动量守恒。

设L 为一颗子弹相对于转轴O 的角动量的大小,则有0()J L L J J ωω+-=+子弹,00J J J ωωω∴=<+子弹[ C ] 3、(自测提高2)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2β. (C) 大于2β. (D) 等于2β. 【提示】滑轮加上质点。

(1)挂一质量为m 的重物(如图A ):设飞轮的半径为R ,转动惯量为J ,列方程组mg T maTR J a R ββ-=⎧⎪=⎨⎪=⎩,解得: 2m g R J m R β=+ (2)以拉力F =2mg 代替重物拉绳时(如图B ),有:2'mgR J β=,得:2'mgRJβ=比较'ββ和即可得出结论。

作业5刚体力学答案2014版资料

作业5刚体力学答案2014版资料

♫刚体:在力的作用下不发生形变的物体⎰=-⇒=210t t dt dt d ωθθθω角速度⎰=-⇒=210t t dt dtd βωωωβ角加速度1、(基础8)绕定轴转动的飞轮均匀地减速,t =0时角速度为05rad s ω=,t =20s 时角速度为00.8ωω=,则飞轮的角加速度β= -0.05 rad/s 2 ,t =0到 t =100 s 时间内飞轮所转过的角度θ= 250rad . 【解答】飞轮作匀变速转动,据0t ωωβ=+,可得出:200.05rad tωωβ-==-据2012t t θωβ=+可得结果。

♫定轴转动的转动定律:定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩成正比,与刚体的转动惯量成反比.J M =质点运动与刚体定轴转动对照[ C ] 1、(基础2)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5-7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. 【解答】由于m 1<m 2,实际上滑轮在作减速转动,角加速度方向垂直纸面向内,设滑轮半径为R,受右端绳子向下拉力为T 2,左端绳子向下拉力为T 1,对滑轮由转动定律得:(T 2-T 1)R=J β [ D ] 2、(基础3)如图所示,一质量为m 的匀质细杆AB ,A 端靠在粗糙的竖直墙壁上,B 端置于粗糙水平地面上而静止,杆身与竖直方向成θ角,则A 端对墙壁的压力大小为θc o s 41(A )mg θtan 21(B)mg θs i n (C )mg(D)不能唯一确定【解答】因为细杆处于平衡状态,它所受的合外力为零,以B 为参考点,外力矩也是平衡的,则有:A B N f = A B f N mg +=θθθlcon N l f lmg A A +=sin sin 2三个独立方程有四个未知数,不能唯一确定。

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L2

L1
=
J 2ω2

J1ω1
质点的动量定理
dpr
=
r F

dt
∫ r
I
=
tr F ⋅ dt =
t0
pr − pr0 = mvr − mvr0
三、刚体的角动量守恒定律
1. 角动量守恒定律
∫ 由角动量定理
r M

r M外
=
0
时,

d
t r
ΔL
= =
Δ 0
r L
r L
=
恒矢量
P.6
1
区分两类冲击摆
(1)
大作业题解
刚体力学
第3章 刚体力学基础
一、对转轴的力矩
r M
=
rr
×
r F
单位:N·m
r M
=
rr
×
r F⊥
r M
=
rr
×
r F
大小: 方向:
M = Frsinϕ
rr

r F
右旋前进方向
二、定轴转动定律
M z = Jβ
P.2
转动惯量(moment of inertia)
∑ 1. 定义 J = iri2mi 单位: kg ⋅ m 2
l/4 O
[ A]
mg l = 1 Jω 2 J = 7 ml 2
22
48
⇒ ω = 4 3g 7l
P.11
9.如图所示,一人造卫星到地球中心C的最大距离和
最小距离分别为RA和RB。设人造卫星对应的角动量分
别为LA和LB,动能分别为EkA和EkB,则有
(A) LB > LA,EkB > EkA
(B) LB < LA,EkB = EkA (C) LB = LA,EkB = EkA
两轮之间没有相对滑动为止,经过的时间为
t=
m 2 r1ω
2μg (m1 + m 2 )
解:设两轮之间没有相对滑动时的角 速度分别为1和2, 则:
r1ω1 = r2ω2
O1 A O2 B
P.19
由转动定律:−
fr1
=
1 2
m1r12 β 1
f = μm1g
fr2
=
1 2
m 2 r22 β 2
β1
=
ω1
(1) 刚体绕A端的水平轴的转动惯量; A
B
(2) 当下摆至θ角时,刚体的角速度.
θ
m
解:
J
=
J1
+
J2
=
ml2
+
1 ml2 3
=
4 ml2 3
mgl sin θ + mg l sin θ = 1 Jω 2
2
2
ω = 3 g sinθ 2l
P.21
4
B
RB • C
RA
A
(D) LB = LA,EkB > EkA
解: 有心力场中角动量守恒
[D]
J AωA = J BωB
Q J A > J B ∴ωA < ωB
Ek B
=
1 2
J BωBωB
>
EkA
=
1 2
J AωAωA
P.12
2
二、填空题
1程此此.为质质一点点rv质=所对量a受原c为o的点smω对的的tiv原角质+点动b点s的量i沿nω力着Lvtv距j=一,条其Mv空中=间a、曲b线、运ω均动为,常其数运,动。则方,
+
∑ mghc
+

1kx2 2
=
C
条件: A合外力+A非保内+A合外力矩=0
P.4
9. 角动量 质点
质点系
r L
=
rr
×
pr
=
rr
×
mvr
∑ r
L
=
rrc
×
Mvr c
+
rri′×
mi vri′
=
r L轨道
+
r L自旋
i
∑ 定轴刚体 Lz = ω ri2mi =Jω
角动量定理微分式:
ir
r
M ⋅dt = dL
5.刚体角动量守恒的充分必要条件是: (A) 刚体不受外力矩的作用;合外力矩矢量和为0 (B) 刚体所受合外力矩为零; (C) 刚体所受合外力和合外力矩为零;合外力可以不为0 (D) 刚体的转动惯量和角速度均保持不变.Jω 不变
[B ]
P.9
7.一根质量为m、长度为l的细而均匀的棒,
其下端绞接在水平面上,并且竖直立起,如
mv0l
=
ml

+
1 3
Ml
2
⋅ω
v = ωl
复习: P.80 ~ P.91 思考题3-8 ~ 3-11
P.7
守恒定律总结
空间平移对称 空间旋转对称 时间平移对称
动量守恒 力
角动量守恒 对称性破缺
力矩
机械能守恒 功
动量定理
角动量定理
动能定理
P.8
一、选择题
1.C 2. C 3. A 4. D 5. B 6. C
质圆盘的边缘,圆盘可绕竖直中心轴转动.系统在初始
时为静止,然后人相对圆盘以v的速率沿圆盘的边缘走
动,圆盘的角速度为
.
解: 0 = muR − 1 MR 2ω 2
0 = 2m (v − Rω ) − MR ω
ω = 2mv (M + 2m)R
P.16
三、计算题
1.如图所示,一轻绳绕过一轻滑轮,绳的一端被一质 量为m的人抓住,绳的另一端悬挂一质量为m/2的物体, 定滑轮的质量为M,半径为R,可视为匀质圆盘.设人从静
vv
=
−aω
sin
ω
v ti
+

cos
ω
v tj
av = −aω2 cosωtvi − bω2 sinωtvj
a cos ωt Mv = rv × Fv = mrv × av = m − aω 2 cos ω t
v i
b sin ωt − bω 2 sin ωt
v j
0 0 =0 v k
v L
=
m
rv
×
vv
=
m

a cos ω t aω sin ω
t
v
i
b sin ω t bω cos ω t
v j
0 0
=
mab
ω
v k
v
k
P.13
6.设一飞轮的转动惯量为J ,在 t = 0时角速度为ω0。
此后飞轮受到一制动作用,阻力矩M的大小与角速度ω
的平方成正比,比例系数k 的角加速度β =
(k
>。0从)。开当始ω制= 动13ω到0时ω,=飞13ω轮0
− t
ω
β2
=
ω2 − t
0
− μg = r1(ω1 − ω )
2t
μm1g
=
m2r1ω 2t
t=
m 2 r1ω
2μg (m1 + m2 )
P.20
4.一根质量为m、长度为l的均匀细棒AB和一质量
为m的小球牢固连结在一起,细棒可绕通过其A端的水
平轴在竖直平面内自由摆动,现将棒由水平位置静止
释放,求:
μm1gl
(2)
∫t 0
M f dt
=
0

1 3
m1l 2ω
(3)

t
=
2m2
v1 + v2 μm1g
O m1
vr1 m2 vr2 A
P.18
3
3. 质量为m1、半径为r1的匀质圆盘轮A,以角速度ω绕 水平光滑轴O1转动,若此时将其放在质量为m2、半径为 r2的另一匀质圆盘轮B上.B轮原为静止,并可绕水平光 滑轴O2转动.放置后A轮的重量由B轮支持,如图所示。 设两轮之间的摩擦系数为μ,证明:从A轮放在B轮上到
台中心轴处向边缘走去,则转台转过的角度与时间t的
函数关系为

解:
( 1 MR 2 + Mu 2t 2 ) dθ
2
dt
=
1 2
MR
2ω 0

=
R 2ω0dt R2 + 2u2t2
θ = ω0R arctan 2ut = ω0R arctan 1.4ut
2u
R 1.4u
R
P.15
8.有一质量为m的人站在一质量为M、半径为R的均
所经过的时间 t =

解: M = Jβ − kω2 = Jβ ω = ω0 时, 3 β = − kω02 9J
− kω 2 = J dω dt
∫ ∫ − k
t
dt = J
0
ω d 1
3
ω
0
0
ω ω 0
2 0
t = 2J kω0
P.14
7.设有一均匀圆盘形转台,其质量为M,半径为R,可
绕竖直中心轴转动,初始时角速度为ω0。然后,有一质 量也为M的人以相对圆盘转台恒速率u沿半径方向从转
果让它自由落下,则棒将以角速度ω撞击地
面,如图所示.如果将棒截去一半,初始条件
不变,则棒撞击地面的角速度为:
(A) 2ω (B) 2ω (C) ω
ω
(D)
2
解: 转动过程机械能守恒
[ B]
mg l = 1 ⋅ 1 ml 2ω 2 2 23
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