《大学物理》试卷答案(补充试卷)-5刚体力学.ppt

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1、刚体力学一、选择题1、一刚体以每分钟60转绕z轴做匀速转动(沿z轴正方向)．设某时刻刚体上一点P的位置矢量为，其单位为“10-2m”，若以“10-2m·s-1”为速度单位，则该时刻P点的速度为：（A）（B）（C）（D）[B]2、几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体(A)必然不会转动．(B)转速必然不变．(C)转速必然改变．(D)转速可能不变，也可能改变[D]3、一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1＜m2)，如图所示．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

2、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[C]4、两个匀质圆盘A和B的密度分别为和，若＞，但两圆盘的质量与厚度相同，如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为JA和JB，则(A)JA＞JB．(B)JB＞JA．(C)JA＝JB．(D)JA、JB哪个大，不能确定[B]5、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J0，角速度为w0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为J0．这时她转动的角速度变为（A）（B）（C）（D）[D]6、如图所示，一静止的均匀细棒，长为L、质量为M，可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴

3、O在水平面内转动，转动惯量为．一质量为m、速率为v的子弹在水平面内沿与棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为，则此时棒的角速度应为（A）（B）（C）（D）[B]7、质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为（A），顺时针（B），逆时针（C），顺时针（D），逆时针[A]二、填空题8、半径为r＝1.5m的飞轮，初角速度w0＝10rad·s-1，角加速度b＝－5rad·s

4、-2，则在t＝4s时角位移为零，而此时边缘上点的线速度v＝-15m/s9、决定刚体转动惯量的因素是刚体的质量和质量分布以及转轴的位置（或刚体的形状、大小、密度分布和转轴位置；或刚体的质量分布及转轴的位置．）10、质量为20kg、边长为1.0m的均匀立方物体，放在水平地面上．有一拉力F作用在该物体一顶边的中点，且与包含该顶边的物体侧面垂直，如图所示．地面极粗糙，物体不可能滑动．若要使该立方体翻转90°，则拉力F不能小于98N11、如图所示，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OO’轴的转动惯量为50m

5、l212、一定滑轮质量为M、半径为R，对水平轴的转动惯量，在滑轮的边缘绕一细绳，绳的下端挂一物体．绳的质量可以忽略且不能伸长，滑轮与轴承间无摩擦．物体下落的加速度为a，则绳中的张力T＝13、有一半径为R的匀质圆形水平转台，可绕通过盘心O且垂直于盘面的竖直固定轴OO＇转动，转动惯量为J．台上有一人，质量为m．当他站在离转轴r处时(r＜R)，转台和人一起以w1的角速度转动，如图．若转轴处摩擦可以忽略，问当人走到转台边缘时，转台和人一起转动的角速度w2＝14、一杆长l＝50cm，可绕通过其上端的水平光滑固定轴O在竖直平面内转动，相对于O轴的转动惯量J＝5kg·m2．原来杆静止

6、并自然下垂．若在杆的下端水平射入质量m＝0.01kg、速率为v＝400m/s的子弹并嵌入杆内，则杆的角速度为w＝0.4rad·s-1三、计算题15、如图所示，半径为r1＝0.3m的A轮通过皮带被半径为r2＝0.75m的B轮带动，B轮以匀角加速度πrad/s2由静止起动，轮与皮带间无滑动发生．试求A轮达到转速3000rev/min所需要的时间。解：设A、B轮的角加速度分别为bA和bB，由于两轮边缘的切向加速度相同，at=bAr1=bBr2则bA=bBr2/r1A轮角速度达到w所需时间为16、质量为M的匀质圆盘，可绕通过盘中心垂直于盘的固定光滑轴转动，转动惯量为．绕过盘的边

7、缘挂有质量为m，长为l的匀质柔软绳索（如图）．设绳与圆盘无相对滑动，试求当圆盘两侧绳长之差为S时，绳的加速度的大小。rSMa解：选坐标如图所示，任一时刻圆盘两侧的绳长分别为x1、x2选长度为x1、x2的两段绳和绕着绳的盘为研究对象．设a为绳的加速度，β为盘的角加速度，r为盘的半径，为绳的线密度，且在1、2两点处绳中的张力分别为T1、T2，则=m/l，a=rβ①2分x2g－T2=x2a②1分T1－x2g=x1a③1分rSMaOx2x112④解上述方程，利用l=r＋x1＋x2，并取x2－x1=S得17、一长为1m的均匀直棒可绕