作业5刚体力学答案2014版

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1、编号____________姓名__________《大学物理Ⅰ》答题纸第五章作业5刚体力学♫刚体：在力的作用下不发生形变的物体1、（基础8）绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t＝0时角速度为，t＝20s时角速度为，则飞轮的角加速度-0.05rad/s2，t＝0到t＝100s时间内飞轮所转过的角度250rad．【解答】飞轮作匀变速转动，据，可得出：据可得结果。♫定轴转动的转动定律：定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比.质点运动与刚体定轴转动对照[C]1、（基础2）一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M的定滑轮，绳的

2、两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1＜m2)，如图5-7所示．绳与轮之间无相对滑动．若某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力(A)处处相等．(B)左边大于右边．(C)右边大于左边．(D)哪边大无法判断．【解答】由于m1＜m2,实际上滑轮在作减速转动,角加速度方向垂直纸面向内,设滑轮半径为R,受右端绳子向下拉力为T2，左端绳子向下拉力为T1，对滑轮由转动定律得:(T2-T1)R=Jb[D]2、（基础3）如图所示，一质量为m的匀质细杆AB，A端靠在粗糙的竖直墙壁上，B端置于粗糙水平地面上而静止，杆身与竖直方向成θ角，则A端对墙壁的压力

3、大小为(D)不能唯一确定7不必仰望别人，自己亦是风景!编号____________姓名__________《大学物理Ⅰ》答题纸第五章【解答】因为细杆处于平衡状态，它所受的合外力为零，以B为参考点，外力矩也是平衡的，则有：三个独立方程有四个未知数，不能唯一确定。3（自测9）一长为l、质量可以忽略的直杆，两端分别固定有质量为2m和m的小球，杆可绕通过其中心O且与杆垂直的水平光滑固定轴在铅直平面内转动．开始杆与水平方向成某一角度，处于静止状态，如图所示．释放后，杆绕O轴转动．则当杆转到水平位置时，该系统所受到的合外力矩的大小，此时该系统角加速

4、度的大小．【解答】4、（基础12）如图5-14所示，滑块A、重物B和滑轮C的质量分别为mA、mB和mC，滑轮的半径为R，滑轮对轴的转动惯量J＝mCR2．滑块A与桌面间、滑轮与轴承之间均无摩擦，绳的质量可不计，绳与滑轮之间无相对滑动．滑块A的加速度.【解答】TATB由转动定律得:(1)GB(2)(3)(4)4个方程,共有4个未知量:、、和。可求：5、（基础18）如图5-17所示、质量分别为m和2m、半径分别为r和2r的两个均匀圆盘，同轴地粘在一起，可以绕通过盘心且垂直盘面的水平光滑固定轴转动，对转轴的转动惯量为9mr2/2，大小圆盘边缘都

5、绕有绳子，绳子下端都挂一质量为m的重物，求盘的角加速度的大小．【解答】受力情况如图5-17，，(1)(2)7不必仰望别人，自己亦是风景!编号____________姓名__________《大学物理Ⅰ》答题纸第五章(3)(4)(5)联立以上几式解得:♫转动惯量：质量非连续分布：质量连续分布：1、（基础10）如图5-13所示，P、Q、R和S是附于刚性轻质细杆上的质量分别为4m、3m、2m和m的四个质点，PQ＝QR＝RS＝l，则系统对轴的转动惯量为。【解答】据有：♫摩擦力矩：1、（自测12）一根质量为m、长为l的均匀细杆，可在水平桌面上绕通

6、过其一端的竖直固定轴转动．已知细杆与桌面的滑动摩擦系数为μ，则杆转动时受的摩擦力矩的大小为=μmgl/2【解答】在细杆长x处取线元dx，所受到的摩擦力矩dM=μ(m/l)gxdx，则♫定轴转动的动能定理：♫定轴转动的角动量定理：角动量守恒:合外力矩为零。为常量图5-11[C]1、（基础7）一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图5-11射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度w(A)增大．(B)不变．(C)减小．(D)不能确定．【解答】把三者看作同一

7、系统时,系统所受合外力矩为零,系统角动量守恒。设为每一子弹相对与O点的角动量大小，据角动量守恒定律有：[C]2、（自测4）光滑的水平桌面上，有一长为2L、质量为m的匀质细杆，可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O自由转动，其转动惯量为mL2，起初杆静止．桌面上有两个质量均为m7不必仰望别人，自己亦是风景!编号____________姓名__________《大学物理Ⅰ》答题纸第五章的小球，各自在垂直于杆的方向上，正对着杆的一端，以相同速率v相向运动，如图所示．当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系

8、统碰撞后的转动角速度应为(A)．(B)．(C)．(D)．(E)．【解答】视两小球与细杆为一系统，碰撞过程中系统所受合外力矩为零，满足角动量守恒条件[A]3、（自测7）质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘