高二物理競賽剛體和相對論習(xí)題課課件

1剛體、相對論2一、填空題1.個砂輪直徑為0.4m，質(zhì)量為20kg，以每分鐘900轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，撤去動力后一個工件以200N的正壓力作用在砂輪邊緣上，欲使砂輪在5.0秒內(nèi)停止，則砂輪和工件的摩擦系數(shù)（忽略軸的摩擦）μ＝

___________解：已知：32.一定軸轉(zhuǎn)動的飛輪，初始角速度為ω0,之后飛輪開始減速轉(zhuǎn)動，角加速度為=-k2（k>0為已知量）。則當(dāng)其角速度減至ω0/2時所用的時間Δt=__________，這段時間的角位移Δθ=_____________。

解：43.質(zhì)量均勻分布的細(xì)桿長度為2l,質(zhì)量為m,可繞過一端點的0的水平軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。初始時由水平位置從靜止釋放，當(dāng)其轉(zhuǎn)至30°時的角速度ω=___________，角加速度=

___________。端點A的加速度aA=______________。

解：設(shè)t時刻，棒與水平位置的夾角為，下擺過程機械能守恒，有：5端點A的切向加速度：端點A的法向加速度：端點A的加速度：64.在S系觀測到兩個事件同時發(fā)生在x軸，間距為100m，則在S＇系中測得這兩事件之間的空間間隔為200m，則S＇系相對于S系的速度值為u=_________。S＇系測得這兩事件的時間間隔為______________s。

解：已知：7第2步也可以用：由于在s系事件是同時發(fā)生的，Δt=0故：85.一把尺置于相對于地面以速度u沿x軸方向運動的飛船上，飛船上測得尺子長度為，尺子和x軸正向夾角為，而地面上測得尺子長度為，尺子和x軸正向夾角為，則____，____（填>,=,<）

解：根據(jù)長度縮短效應(yīng)<>96.在參考系S里，一粒子沿直線運動，從坐標(biāo)原點運動到x＝1.50×108m處用了1.0s時間，則粒子運動所經(jīng)歷的原時為____________。

解：S系中粒子的速度t=1s為測時，根據(jù)時間膨脹效應(yīng)，固有時：107.當(dāng)粒子的動量等于非相對論動量的2倍時，粒子的速率為__________；當(dāng)粒子的動能等于非相對論動能的2倍時，粒子的速率為__________。

得：對動能問題，由題知:由此得：由此式解得：解：118.本題的圖是測試汽車輪胎滑動阻力的裝置。輪胎最初為靜止且被一輕質(zhì)支架OA支承著，輪胎可繞O點自由轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動慣量為0.75kg·m2，質(zhì)量為15.0kg，半徑為30.0cm。今將輪胎放在以速度12.0m·s-1移動的傳送帶上，并使框架OA保持水平。（1）若滑動摩擦系數(shù)為0.60，則需多長時間車輪能達(dá)到最終的角速度？（2）在傳送帶上車輪的滑動痕跡長度是多少？

解：（1）車輪受到的摩擦力矩為得角加速度12車輪的最終角速度又解得（2）此時車輪轉(zhuǎn)過的角度此時車輪邊緣轉(zhuǎn)過的距離皮帶的距離即痕跡長度139.

勻質(zhì)圓盤質(zhì)量為m半徑為R，放在粗糙的水平桌面上，繞通過盤心的豎直軸轉(zhuǎn)動，初始角速度為ωo，已知圓盤與桌面間的摩擦系數(shù)為μ，求經(jīng)過多長時間后圓盤將靜止？解：14或由轉(zhuǎn)動定律角加速度為該運動為勻角加速運動，角速度與角加速度間的關(guān)系得所需時間為：1510.長L=0.4m的勻質(zhì)木棒，其質(zhì)量M=1kg，可繞水平軸0在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，開始時棒自然下垂?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=8g的子彈以v0=100m/s的速率從A點射入棒中，并留在棒中。求：（1）棒開始運動時的角速度；（2）棒的最大偏轉(zhuǎn)角。

解：角動量守恒由機械能守恒：解得：1611.在地面A處發(fā)射一炮彈后,過了4×10-6s秒后，在地面B處又發(fā)射了一枚炮彈，A、B兩地相距800m。（1）在什么參照系中將測得兩事件發(fā)生于同一地點？（2）試找出一個參照系，在其中將測得兩事件是同時發(fā)生的。

解：設(shè)(1)解得(2)解得u>c，所以找不到這樣的參照系1712.地球上的觀測者發(fā)現(xiàn)一只以v=0.6c的向東航行的飛船將在5s后與一個以0.8c速率向西飛行星體相撞。按照飛船上的鐘，還有多少時間允許他們離開原來的航線避免碰撞？

解：以地球為S系，5秒為測時。飛船為S′系，Δt′為原時,u=0.6c方法二：以飛船為S′，則u=0.6c,星體對地球的速度為v＝－0.8c,飛船上看星體的速度為v′，用洛侖茲速度變換公式，得到飛船系觀測將在t′＝4s時與飛行星體相撞18地球為S系，x1＝0，t1＝0，x2＝1.4c×5，t2＝0以飛船為S′系，由洛侖茲變換公式飛船系觀測將在t3′＝4s時與飛行星體相撞1913.靜止質(zhì)量均為m0的兩粒子，一個粒子