大學物理試題及答案

1、第2章 剛體的轉(zhuǎn)動一、 選擇題1、 如圖所示，A、B為兩個相同的繞著輕繩的定滑輪A滑輪掛一質(zhì)量為M的物體，B滑輪受拉力F，而且FMg設A、B兩滑輪的角加速度分別為bA和bB，不計滑輪軸的摩擦，則有 (A) bAbB (B) bAbB (C) bAbB (D) 開始時bAbB，以后bAbB 2、 有兩個半徑相同，質(zhì)量相等的細圓環(huán)A和BA環(huán)的質(zhì)量分布均勻，B環(huán)的質(zhì)量分布不均勻它們對通過環(huán)心并與環(huán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量分別為JA和JB，則 (A) JAJB (B) JAJB (C) JA = JB (D) 不能確定JA、JB哪個大 3、 如圖所示，一勻質(zhì)細桿可繞通過上端與桿垂直的水平光滑固定軸O旋轉(zhuǎn)，

2、初始狀態(tài)為靜止懸掛現(xiàn)有一個小球自左方水平打擊細桿設小球與細桿之間為非彈性碰撞，則在碰撞過程中對細桿與小球這一系統(tǒng) (A) 只有機械能守恒 (B) 只有動量守恒 (C) 只有對轉(zhuǎn)軸O的角動量守恒 (D) 機械能、動量和角動量均守恒 4、 質(zhì)量為m的小孩站在半徑為R的水平平臺邊緣上平臺可以繞通過其中心的豎直光滑固定軸自由轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量為J平臺和小孩開始時均靜止當小孩突然以相對于地面為v的速率在臺邊緣沿逆時針轉(zhuǎn)向走動時，則此平臺相對地面旋轉(zhuǎn)的角速度和旋轉(zhuǎn)方向分別為 (A) ，順時針 (B) ，逆時針 (C) ，順時針 (D) ，逆時針。 5、 如圖所示，一靜止的均勻細棒，長為L、質(zhì)量為M，可繞通過棒

3、的端點且垂直于棒長的光滑固定軸O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量為一質(zhì)量為m、速率為v的子彈在水平面內(nèi)沿與棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，設穿過棒后子彈的速率為，則此時棒的角速度應為 (A) (B) (C) (D) 6、 一個物體正在繞固定光滑軸自由轉(zhuǎn)動， (A) 它受熱膨脹或遇冷收縮時，角速度不變 (B) 它受熱時角速度變大，遇冷時角速度變小 (C) 它受熱或遇冷時，角速度均變大 (D) 它受熱時角速度變小，遇冷時角速度變大 7、 一圓盤正繞垂直于盤面的水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動，如圖射來兩個質(zhì)量相同，速度大小相同，方向相反并在一條直線上的子彈，子彈射入圓盤并且留在盤內(nèi)，則子彈射入后的瞬間，圓盤的角速度

4、w (A) 增大 (B) 不變 (C) 減小 (D) 不能確定. 二、填空題1、 一個以恒定角加速度轉(zhuǎn)動的圓盤，如果在某一時刻的角速度為w120prad/s，再轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)后角速度為w230p rad /s，則角加速度b =_，轉(zhuǎn)過上述60轉(zhuǎn)所需的時間t_。 2、 如圖所示，P、Q、R和S是附于剛性輕質(zhì)細桿上的質(zhì)量分別為4m、3m、2m和m的四個質(zhì)點，PQQRRSl，則系統(tǒng)對軸的轉(zhuǎn)動慣量為_ _。3、 一定滑輪質(zhì)量為M、半徑為R，對水平軸的轉(zhuǎn)動慣量JMR2在滑輪的邊緣繞一細繩，繩的下端掛一物體繩的質(zhì)量可以忽略且不能伸長，滑輪與軸承間無摩擦物體下落的加速度為a，則繩中的張力T_。 4、 如圖所示，一

5、輕繩繞于半徑為r的飛輪邊緣，并以質(zhì)量為m的物體掛在繩端，飛輪對過輪心且與輪面垂直的水平固定軸的轉(zhuǎn)動慣量為J.若不計摩擦，飛輪的角加速度b _ _。 5、 一長為l、質(zhì)量可以忽略的直桿，兩端分別固定有質(zhì)量為2m和m的小球，桿可繞通過其中心O且與桿垂直的水平光滑固定軸在鉛直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動開始桿與水平方向成某一角度q，處于靜止狀態(tài)，如圖所示釋放后，桿繞O軸轉(zhuǎn)動則當桿轉(zhuǎn)到水平位置時，該系統(tǒng)所受到的合外力矩的大小M_，此時該系統(tǒng)角加速度的大小b _。6、 如圖所示，一質(zhì)量為m、半徑為R的薄圓盤，可繞通過其一直徑的光滑固定軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量JmR2 / 4該圓盤從靜止開始在恒力矩M作用下轉(zhuǎn)動，t秒后位于圓盤邊緣

6、上與軸的垂直距離為R的B點的切向加速度at_，法向加速度an_。 7、 一根均勻棒，長為l，質(zhì)量為m，可繞通過其一端且與其垂直的固定軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動開始時棒靜止在水平位置，當它自由下擺時，它的初角速度等于_，初角加速度等于_已知均勻棒對于通過其一端垂直于棒的軸的轉(zhuǎn)動慣量為。 8、 轉(zhuǎn)動著的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為J，在t0時角速度為w 0此后飛輪經(jīng)歷制動過程阻力矩M的大小與角速度w 的平方成正比，比例系數(shù)為k (k為大于0的常量)當時，飛輪的角加速度b _。從開始制動到所經(jīng)過的時間t_。9、 質(zhì)量分別為m和2m的兩物體(都可視為質(zhì)點)，用一長為l的輕質(zhì)剛性細桿相連，系統(tǒng)繞通過桿且與桿垂直的豎直固定

7、軸O轉(zhuǎn)動，已知O軸離質(zhì)量為2m的質(zhì)點的距離為l，質(zhì)量為m的質(zhì)點的線速度為v且與桿垂直，則該系統(tǒng)對轉(zhuǎn)軸的角動量(動量矩)大小為_。 10、 一個質(zhì)量為m的小蟲，在有光滑豎直固定中心軸的水平圓盤邊緣上，沿逆時針方向爬行，它相對于地面的速率為v，此時圓盤正沿順時針方向轉(zhuǎn)動，相對于地面的角速度為w .設圓盤對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量為J若小蟲停止爬行，則圓盤的角速度為_。三 、計算題：1、如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體與繞在定滑輪上的繩子相聯(lián)，繩子質(zhì)量可以忽略，它與定滑輪之間無滑動假設定滑輪質(zhì)量為M、半徑為R，其轉(zhuǎn)動慣量為。一質(zhì)量為M15 kg、半徑為R0.30 m的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水平固定軸轉(zhuǎn)動(

8、轉(zhuǎn)動慣量J)現(xiàn)以一不能伸長的輕繩繞于柱面，而在繩的下端懸一質(zhì)量m8.0 kg的物體。不計圓柱體與軸之間的摩擦，求： (1) 物體自靜止下落， 5 s內(nèi)下降的距離； (2) 繩中的張力。 2、一質(zhì)量為m的物體懸于一條輕繩的一端，繩另一端繞在一輪軸的軸上，如圖所示。軸水平且垂直于輪軸面，其半徑為r，整個裝置架在光滑的固定軸承之上。當物體從靜止釋放后，在時間t內(nèi)下降了一段距離S試求整個輪軸的轉(zhuǎn)動慣量(用m、r、t和S表示。3、 一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為M2.00 kg，半徑為R0.100 m，一根不能伸長的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為m5.00 kg的物體，如圖所示。已知定滑輪的轉(zhuǎn)

9、動慣量為J，其初角速度 w010.0 rad/s，方向垂直紙面向里.求： (1) 定滑輪的角加速度的大小和方向； (2) 定滑輪的角速度變化到w0時，物體上升的高度； (3) 當物體回到原來位置時，定滑輪的角速度的大小和方向。4、質(zhì)量為M124 kg的圓輪，可繞水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動，一輕繩纏繞于輪上，另一端通過質(zhì)量為M25 kg的圓盤形定滑輪懸有m10 kg的物體求當重物由靜止開始下降了h0.5 m時，(1) 物體的速度； (2) 繩中張力。(設繩與定滑輪間無相對滑動，圓輪、定滑輪繞通過輪心且垂直于橫截面的水平光滑軸的轉(zhuǎn)動慣量分別為，) 5、 一質(zhì)量均勻分布的圓盤，質(zhì)量為M，半徑為R，放在一粗糙水平面上(圓盤與水平面之間的摩擦系數(shù)為m)，圓盤可繞通過其中心O的豎直固定光滑軸轉(zhuǎn)動開始時，圓盤靜止，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0垂直于圓盤半徑打入圓盤邊緣并嵌在盤邊上，求 (1) 子彈擊中圓盤后，盤所獲得的角速度。 (2) 經(jīng)過多少時間后，圓盤停止轉(zhuǎn)動 (圓盤繞通過O的豎直軸的轉(zhuǎn)動慣量為，忽略子彈重力造成的摩