大学物理规范作业上册14解答

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1、1大学物理规范作业总（14）单元测试二：刚体、相对论2一、填空题1.个砂轮直径为0.4m，质量为20kg，以每分钟900转的转速转动，撤去动力后一个工件以200N的正压力作用在砂轮边缘上，欲使砂轮在5.0秒内停止，则砂轮和工件的摩擦系数（忽略轴的摩擦）μ＝_____________。解：已知：32.一定轴转动的飞轮，初始角速度为ω0,之后飞轮开始减速转动，角加速度为=-k2（k>0为已知量）。则当其角速度减至ω0/2时所用的时间Δt=__________，这段时间的角位移Δθ=_____________。解：43.质量

2、均匀分布的细杆长度为2l,质量为m,可绕过一端点的0的水平轴在竖直平面内自由转动。初始时由水平位置从静止释放，当其转至30°时的角速度ω=___________，角加速度=___________。端点A的加速度aA=______________。解：设t时刻，棒与水平位置的夹角为，下摆过程机械能守恒，有：5端点A的切向加速度：端点A的法向加速度：端点A的加速度：64.在S系观测到两个事件同时发生在x轴，间距为100m，则在S＇系中测得这两事件之间的空间间隔为200m，则S＇系相对于S系的速度值为u=__________

3、。S＇系测得这两事件的时间间隔为______________s。解：已知：75.一把尺置于相对于地面以速度u沿x轴方向运动的飞船上，飞船上测得尺子长度为，尺子和x轴正向夹角为，而地面上测得尺子长度为，尺子和x轴正向夹角为，则____，____（填>,=,<）解：根据长度缩短效应<>86.在参考系S里，一粒子沿直线运动，从坐标原点运动到x＝1.50×108m处用了1.0s时间，则粒子运动所经历的原时为____________。解：S系中粒子的速度t=1s为测时，根据时间膨胀效应，固有时：97.当粒子的动量等于非相对论动量的2

4、倍时，粒子的速率为__________；当粒子的动能等于非相对论动能的2倍时，粒子的速率为__________。得：对动能问题，由题知:由此得：由此式解得：解：10二、计算题1.本题的图是测试汽车轮胎滑动阻力的装置。轮胎最初为静止且被一轻质支架OA支承着，轮胎可绕O点自由转动，其转动惯量为0.75kg·m2，质量为15.0kg，半径为30.0cm。今将轮胎放在以速度12.0m·s-1移动的传送带上，并使框架OA保持水平。（1）若滑动摩擦系数为0.60，则需多长时间车轮能达到最终的角速度？（2）在传送带上车轮的滑动痕迹长度是

5、多少？解：（1）车轮受到的摩擦力矩为得角加速度11车轮的最终角速度又解得（2）此时车轮转过的角度此时车轮滑过的距离122.匀质圆盘质量为m半径为R，放在粗糙的水平桌面上，绕通过盘心的竖直轴转动，初始角速度为ωo，已知圆盘与桌面间的摩擦系数为μ，求经过多长时间后圆盘将静止？解：13或由转动定律角加速度为该运动为匀角加速运动，角速度与角加速度间的关系得所需时间为：143.长L=0.4m的匀质木棒，其质量M=1kg，可绕水平轴0在竖直面内转动，开始时棒自然下垂。现有一质量m=8g的子弹以v0=100m/s的速率从A点射入棒中，并

6、留在棒中。求：（1）棒开始运动时的角速度；（2）棒的最大偏转角。解：角动量守恒由机械能守恒：解得：154.在地面A处发射一炮弹后,过了4×10-6s秒后，在地面B处又发射了一枚炮弹，A、B两地相距800m。（1）在什么参照系中将测得两事件发生于同一地点？（2）试找出一个参照系，在其中将测得两事件是同时发生的。解：设(1)解得(2)解得u>c，所以找不到这样的参照系165.地球上的观测者发现一只以v=0.6c的向东航行的飞船将在5s后与一个以0.8c速率向西飞行星体相撞。按照飞船上的钟，还有多少时间允许他们离开原来的航线避免

7、碰撞？解：以地球为S系，5秒为测时。飞船为S′系，Δt′为原时,u=0.6c方法二：以飞船为S′，则u=0.6c,星体对地球的速度为v＝－0.8c,飞船上看星体的速度为v′，用洛仑兹速度变换公式，得到飞船系观测将在t′＝4s时与飞行星体相撞17地球为S系，x1＝0，t1＝0，x2＝1.4c×5，t2＝0以飞船为S′系，由洛仑兹变换公式飞船系观测将在t3′＝4s时与飞行星体相撞186.静止质量均为m0的两粒子，一个粒子静止，另一粒子以v0的速率和其发生碰撞，碰后形成一复合粒子，求1）复合粒子速率v2)复合粒子的静止质量M0。

8、解：根据动量守恒定律和能量守恒定律，有:（1）/（2）可得：代入（1）式：