《大学物理学》刚体部分练习题解答.docVIP

解答 一、选择题 1.B 2.B 3.B 4.C 5.D 6.D 7.B 8.C 9.A 10. D 11.A 12.D 13.A 14.B 15.A 三．计算题．解：。应用牛顿运动定律 对物体，对物体，对，应用转动定律。考虑到：，，解得；。 2．解：飞轮； 而力矩为恒力矩，有：； 闸瓦给飞轮的正压力： ， ∴； 由转动定律，有：，有。 3． 解：由角动量守恒定律，得 由于 所以 4．解：角速，则人相对于地面的角速。 应用角动量守恒定律，有：， 解得： 。 解：（1）应用角动量守恒定律 得 （2）应用机械能守恒定律 得 。 提示部分： 1.【提示：（1）如门的重力不能使门转动，平行于轴的力不能提供力矩；（2）垂直于轴的力提供力矩，当两个力提供的力矩大小相等，方向相反时，合力矩就为零】 2.【提示：（1）刚体中相邻质元间的一对内力属于作用力和反作用力，作用点相同，则对同一轴的力矩和为零，因而不影响刚体的角加速度和角动量；（2）见上提示；（3）刚体的转动惯量与刚体的质量和大小形状有关，因而在相同力矩的作用下，它们的运动状态可能不同】 3.【提示：】 4.【提示：棒下落的过程中，越来越快，则角速度变大；力矩变小，则角加速度变小】 5.【提示：损失的动能 ；由于是恒力矩，可利用求得，再利用得】 6.【圆盘；角速度：；动能：】 7.【提示：因为万有引力是指向圆心的有心力，所以提供的力矩为零，满足角动量守恒定律；又因为万有引力是保守力，所以满足机械能守恒定律】 8.【提示：均匀细杆质心位置在l/2处。利用转动定律有最开始时的质心加速度：】 9.【提示：均匀细杆质心位置在l/2处。利用转动定律有最开始时的质心加速度：】 10.【提示：利用角动量守恒定律有：，则】 11.【提示：摩擦力产生的力矩为（或考虑摩擦力集中于质心有）；取；利用角动量定律 】 12.【提示：匀质圆盘，人的转动惯量；利用系统的角动量守恒定律： 】 13.【提示：棒，重力产生的力矩考虑集中于质心， 有：）；利用机械能守恒定律： 】 14.【提示：两子弹和圆盘组成的系统在射入前后系统的角动量守恒， 但对于转盘而言两子弹射入后转盘的转动惯量变大，利用角动量 守恒定律：知转盘的角速度应减小（1）应用角动量守恒定律，可得：；（2）应用机械能守恒定律，得】 填空题 1.【提示：由于角加速度，当时，有；再由 得，有 】 2.【提示：求导，有】 3.【提示：由于是匀减速，则圈；角加速度可由求得，为，再由 得】 4.【，考虑有：，求得：】 5.【提示：水平环形沟槽光滑则不考虑摩擦力；弹簧力是系统内力所以提供的力矩为零，满足(1)角动量守恒；又因弹性力是保守力，所以满足（2）机械能守恒】 6.【由角动量守恒：，考虑到，，，有】 7.【提示：圆盘；(1)则挖去小圆盘；（2）利用平行轴定理，考虑到挖去小圆盘，有：，得：】 8.【提示：大圆盘，小圆盘以其圆心为轴的转动惯量为，利用平行轴定理知，则】 9.【提示：利用机械能守恒，有，考虑到，有：，则（取10）】 10.【提示：利用角动量定律，有，则求得 ；再利用，有】 11.【提示：（1）利用转动定律，有最开始时的角加速度：；（2）利用机械能守恒有有：】 12.【提示：（1）；（2）动量矩】 13.【提示：每分钟60转，】 14.【提示： ；（1）由角动量； （2） ；（3）转动动能】 15.【提示：减小，增大，保持不变，增大】 合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习材料 第四章刚体-8