刚体转动和角动量守恒.ppt

* * 大学物理学练习题题解 Ch4 刚体转动和角动量守恒 ——题解 一、选择题 2、C 1、C 3、A 4、B 5、C 6、C 7、B 9、D 10、C 8、A 13、C 14、C 15、A 11、B 12、C 16、B 17、B 18、B 二、填空题 2、 3、 4、 1、mvd 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 三、计算题 1：一质量m=6.00kg、长l=1.00m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 。 t=0时棒的角速度 ，由于受到恒定的阻力矩的作用，t=20s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=0s到t=10s时间内棒转过的角度。 2：一质量为m的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图所示。轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r，整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后，在时间t内下降了一段距离S。试求整个轮轴的转动惯量（用m、r、t和S表示）。 3：两个均质圆盘，一大一小，同轴地粘在一起，构成一个组合轮。小圆盘的半径为r，质量为m；大圆盘的半径r’=2r，质量m’=2m。组合轮可以通过其中心且垂直于盘面的光滑水平固定轴O转动，对O轴的转动惯量 。两圆盘边缘上分别饶有轻质细绳，细绳下端各悬挂质量为m的物体A和B，如图所示。这一系统从静止开始运动，绳与盘无相对滑动，绳的长度不变。已知r=10cm。求：（1）组合轮的角加速度 ；（2）当物体A上升h=40cm时，组合轮的角速度 。 4：为求一半径为R=50cm的飞轮对于通过其中心且与盘面垂直的固定转轴的转动惯量，在飞轮上绕以细绳，绳末悬一质量m1=8kg的重锤。让重锤从高处2m处由静止落下，测得下落时间t1=16s，再用另一质量m2=4kg的重锤作同样的测量，测得下落时间t2=25s。假定摩擦力矩是一个常数。求：飞轮的转动惯量。 解： 联立上述方程解得： 5：如图所示，物体1和2的质量分别为 与 滑轮的转动惯量为 ，半径为 （1）如物体2与桌面间的摩擦系数为 求系统的加速度 及绳中的张力 和 （设绳子与滑轮间无相对滑动，滑轮与转轴无摩擦）； （2）如物体2与桌面间为光滑接触，求系统的加速度 及绳中的张力 和 。 ? ? ? 解：（1）用隔离体法，分别画出三个物体的受力图。对物体1，在竖直方向应用牛顿运动定律 对物体2，在水平方向和竖直方向分别应用牛顿运动定律 对滑轮，应用转动定律 并利用关系 由以上各式， 解得 6：长 、质量 的匀质木棒， 的子弹以 的速率从A点射入棒中，A点与O点的距离为 如图所示。求：（1）棒开始运动时的角速度；（2）棒的最大偏转角。 A O 可绕水平轴O在竖直平面内转动，开始时棒自然竖直悬垂，现有质量