学年第ii期大学物理ii-1期末试题解答

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1、1如图所示，一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O旋转，初始状态为静止悬挂．现有一个小球自左方水平打击细杆．设小球与细杆之间为非弹性碰撞，则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统(A)只有机械能守恒．(B)只有动量守恒．(C)只有对转轴O的角动量守恒．(D)机械能、动量和角动量均守恒．［］2009-2010学年第II学期大学物理理工II-1期末试题解答一、选择题（每题3分，共15分）2一根细绳跨过一光滑的定滑轮，一端挂一质量为M的物体，另一端被人用双手拉着，人的质量．若人相对于绳以加速度a0向上爬，则人相对于地面的加速度（以竖直向上为正）是解：在

2、地面参考系中对物体和人分别应用牛顿第二定律MgTTTmga03光滑的水平桌面上有长为2l、质量为m的匀质细杆，可绕通过其中点O且垂直于桌面的竖直固定轴自由转动，转动惯量为ml2/3，起初杆静止．有一质量为m的小球在桌面上正对着杆的一端，在垂直于杆长的方向上，以速率v运动，如图所示．当小球与杆端发生碰撞后，就与杆粘在一起随杆转动．则这一系统碰撞后的转动角速度是解：对杆和小球组成的系统利用角动量守恒定律有：4用细导线均匀密绕成长为l、半径为a(l>>a)、总匝数为N的螺线管，管内充满相对磁导率为mr的均匀磁介质．若线圈中载有稳恒电流I，则管中任意一点的(

3、A)磁感强度大小为B=m0mrNI．(B)磁感强度大小为B=mrNI/l．(C)磁场强度大小为H=m0NI/l．(D)磁场强度大小为H=NI/l．［］解：长直螺线管中的在各项同性磁介质中有：，(A)E2＝E1≠0．(B)E2>E1．(C)E2

4、分）1（4分）质量为m1和m2的两个物体，具有相同的动量．欲使它们停下来，外力对它们做的功之比W1∶W2=__________；若它们具有相同的动能，欲使它们停下来，外力的冲量之比I1∶I2=__________．解：由第一已知条件有：由动能定理有：由第二已知条件有：由动量定理有：2（3分）可绕水平轴转动的飞轮，直径为1.0m，一条绳子绕在飞轮的外周边缘上．如果飞轮从静止开始做匀角加速运动且在4s内绳被展开10m，则飞轮的角加速度为_________________．解：令飞轮边缘一点的切向加速度为at,它与展开的绳长之间有如下关系：=2.5rad/

5、s2而3（4分）有一个球形的橡皮膜气球，电荷q均匀地分布在表面上，在此气球被吹大的过程中，被气球表面掠过的点(该点与球中心距离为r)，其电场强度的大小将由变为_________________．04（3分）一平行板电容器，极板面积为S，相距为d.若B板接地，且保持A板的电势UA＝U0不变．如图，把一块面积相同的带有电荷为Q的导体薄板C平行地插入两板中间，则导体薄板C的电势UC＝。解：在B板内利用静电平衡条件得：A板的电势表示为：Ｃ板电势５（３分）　如图所示，在电荷为q的点电荷的静电场中，将一电荷为q0的试验电荷从a点经任意路径移动到b点，电场力所作的

6、功A＝______________．解：在电场力所做的功等于电势能的减小，即有：６（４分）　图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U１＞U2＞U3．在图上画出a、b两点的电场强度方向，并比较它们的大小．Ea__________Eb(填＜、＝、＞)．＞７　如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其线电荷密度为l，圆环可绕通过环心O与环面垂直的转轴旋转．当圆环以角速度w转动时，圆环受到的磁力矩的大小为________________。三、计算题（共６１分）１（１０分）有一半径为R的圆形平板平放在水平桌面上，平板与水平桌面的摩擦系数为μ，若平板绕通过其中心

7、且垂直板面的固定轴以角速度ω0开始旋转，它将在旋转几圈后停止？（已知圆形平板的转动惯量，其中m为圆形平板的质量）解：在r处的宽度为dr的环带面积上摩擦力矩为故平板角加速度b=M/J总摩擦力矩设停止前转数为n，则转角=2n由可得负号表示与方向相反．２（１０分）　如图所示，A和B两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为J＝10kg·m2和J＝20kg·m2．开始时，A轮转速为600rev/min，B轮静止．C为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A、B分别与C的左、右两个组件相连，当C的左右组件啮合时，B轮得到加速而A轮减速，直到两轮的转速相

8、等为止．设轴光滑，求：(1)两轮啮合后的转速n；(2)两轮各自所受的冲量矩．解：(1)选择A、B两轮为系统，