大学物理刚体力学习题解答.doc

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1、刚体的定轴转动习题解答一、选择题Nmg1、B,2、C,3、B,4、C,5、B,因为细杆静止，因此细杆所受各力对过B的水平轴的力矩和为零，，所以。6、B,7、A,8、B，在碰撞过程中，小球和摆对O轴的角动量守恒，所以有，二、填空题1．，，所以；；；；。　　　2．刚体对转轴转动惯性大小的量度；；质量、质量分布、转轴的位置。　　　3．。　　　4．；；。5．角动量；。6．同时到达。7．。　　　8．。三、计算题，1、设向下运动，向上运动，对两物体应用牛顿定律列方程有：，，对鼓轮应用转动定律有：，（因为鼓轮的质量忽略不计）设鼓轮的角加速度为，则有：，。联立求解以上各式得：；若向上运动，向下运动，则

2、。2、电风扇开启过程：，对应，设角加速度为，则可知：，设电磁力矩为，阻力矩为，应用转动定律：；电风扇关闭过程：，对应，设角加速度为，则可知：，应用转动定律：；联立求解以上各式得：3、（1）解法一：由题意知，和组成的系统碰撞前后对O点的动量矩守恒，即，其中是细棒的转动惯量。碰撞后受摩擦力矩的作用，设摩擦力矩为，对O轴可知：，对应用动量矩定理，设作用时间为t，则有：，联立求解以上各式得：（2）解法二：摩擦力矩为恒力矩，可知刚体作匀角加速度转动，有：，再由转动定律有：，联立求解以上各式得：。4、（1）对飞轮应用转动定律：，于是得到：。（2）（3）如图所示，对物体和飞轮分别应用牛顿定律和转动定

3、律有：，，，因为联立求解以上各式得：5、（1）F对O点的力矩为：，作用时间为，对O点应用动量矩定理，棒获得的动量矩（角动量）为：（2）在F作用后，细棒和地球组成的系统机械能守恒，如图取O‘点为重力势能零点，有，其中是细棒的转动惯量。因为细棒的动量矩又为：，所以，细棒的端点能上升的最大高度为：，如果，则6、（1）由题意可知，两轮的线速度大小相等（无相对滑动），即：，由此可得：，，则，两飞轮的动能相等：，可得：；（2）两飞轮的动量矩（角动量）相等：，可得：