大学物理习题册及解答_第二版_第四章_刚体的定轴转动[精选].ppt

* 第四章 刚体定轴转动(一) 一．选择题 1．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． 2.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． 3. 一根绳子绕在半径为30 cm的轮子上．当轮子由初速度2.0 rad/s匀减速到静止，绳子在轮上的长度为25 m．轮子的加速度和轮子转过的周数为 分析： 4．一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1 m2）．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．将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，在绳端挂一质量为m的重物，飞轮的角加速度为b．如果以拉力2mg代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于b （B）大于b,小于2 b （C）大于2b, （D）等于2b. 6．一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.把人和圆盘取作系统，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、机械能和角动量都守恒． (E) 动量、机械能和角动量都不守恒． 7．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w0，然后她将两臂收回，使转动惯量减少为J0 /3,这时她转动的角速度变为 8．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ml2/3，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，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 3 质量为20 kg、边长为1.0 m的均匀立方物体，放在水平地面上．有一拉力F作用在该物体一顶边的中点，且与包含该顶边的物体侧面垂直，如图所示．地面极粗糙，物体不可能滑动．若要使该立方体翻转90°，则拉力F不能小于___ F 二．填空题 1．如图所示，P、Q、R和S是附于刚性轻质细杆上的质量分别为4m、3m、2m和m的四个质点，PQ＝QR＝RS＝l，则系统对 轴的转动惯量为：_____ 50ml 2 2.力矩的定义式为_________． 在力矩作用下，一个绕轴转动的物体作______ _运动． 若系统所受的合外力矩为零，则系统的____________守恒． 角动量 变角动量 解：要使该立方体翻转90o,则拉力F对转轴的力矩不能小于重力对转轴的力矩，即： mg 4.定轴转动刚体的角动量(动量矩)定理的内容是 其数学表达式可写成 ． 动量矩守恒的条件是 ． 力对轴的冲量矩等于转动刚体对轴的角动量（动量矩）的增量． 定轴转动刚体所受外 刚体所受对轴的合外力矩等于零． 5．一均匀细直棒，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，棒是否作匀角加速转动？____．理由是 否 的力矩随棒的下摆而减小．由转动定律知棒摆动的角加速度也要随之变小. 在棒的自由下摆过程中，转动惯量不变，但使棒下摆 6. 一飞轮以角速度w0绕光滑固定轴旋转，飞轮对轴的转动惯量为J1；另一静止飞轮突然和上述转动的