北邮出版社大学物理(第四版)上册第三章答案.pdf

习题3 3.1 选择题 (1) 有一半径为R 的水平圆转台，可绕通过其中心的竖直固定光滑轴转动，转 动惯量为J ，开始时转台以匀角速度ω0 转动，此时有一质量为m 的人站在转台 中心，随后人沿半径向外跑去，当人到达转台边缘时，转台的角速度为 J J (A) 2 ω0 (B) 2 ω0 J +mR (J +m)R J (C) 2 ω0 (D) ω0 mR [答案： (A)] (2) 如题3.1 （2 ）图所示，一光滑的内表面半径为10cm 的半球形碗，以匀角速 度ω绕其对称轴OC 旋转，已知放在碗内表面上的一个小球P 相对于碗静止， 其位置高于碗底4cm ，则由此可推知碗旋转的角速度约为 (A)13rad/s (B)17rad/s (C)10rad/s (D)18rad/s (a) (b) 题3.1 （2 ）图 [答案： (A)] (3)如 3.1(3) 图所示，有一小块物体，置于光滑的水平桌面上，有一绳其一端连 结此物体，；另一端穿过桌面的小孔，该物体原以角速度ω 在距孔为R 的圆周 上转动，今将绳从小孔缓慢往下拉，则物体 （A ）动能不变，动量改变。 （B ）动量不变，动能改变。 （C ）角动量不变，动量不变。 （D ）角动量改变，动量改变。 （E ）角动量不变，动能、动量都改变。 [答案： (E)] 3.2 填空题 (1) 半径为 30cm 的飞轮，从静止开始以0.5rad·s-2 的匀角加速转动，则飞轮边缘上 一点在飞轮转过 240? 时的切向加速度 aτ= ，法向加速度 a = 。 n [答案：0.15; 1.256 ] (2) 如题 3.2 （2 ）图所示，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平光滑固定轴 O 转动，今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中，则在此击 中过程中，木球、子弹、细棒系统的 守恒，原因 是 。木球被击中后棒和球升高的过程中，对木球、子弹、细棒、 地球系统的 守恒。 题3.2 （2 ）图 [答案：对o 轴的角动量守恒，因为在子弹击中木球过程中系统所受外力对o 轴 的合外力矩为零，机械能守恒] (3) 两个质量分布均匀的圆盘A 和B 的密度分别为ρ 和ρ (ρ ρ ) ，且两圆盘的总 A B A B 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JA 和 JB ，则有JA JB 。（填 、或= ） [答案： ] 3.3 刚体平动的特点是什么？平动时刚体上的质元是否可以作曲线运动？ 解：刚体平动的特点是：在运动过程中，内部任意两质元间的连线在各个时刻的位 置都和初始时刻的位置保持平行。平动时刚体上的质元可以作曲线运动。 3.4 刚体定轴转动的特点是什么？刚体定轴转动时各质元的角速度、线速度、向心加 速度、切向加速度是否相同？ 解：刚体定轴转动的特点是：轴上所有各点都保持不动，轴外所有各点都在作圆周 运动，且在同一时间间隔内转过的角度都一样；刚体上各质元的角量相同，而各质 元的线量大小与质元到转轴