大学物理试题及答案.pdf

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1、大学物理试题及答案第 2 章 刚体的转动一、选择题1、如图所示,A、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A 滑轮挂一质量为 M 的物体,B 滑轮受拉力F,而且 FMg.设 A、B 两滑轮的角加速度分别为A与B,不计滑轮轴的摩擦,则有(A)AB.(B)AB.(C)AB.(D)开始时AB,以后AB.2、有两个半径相同,质量相等的细圆环A 与 B.A 环的质量分布均匀,B环的质量分布不均匀.它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为JA与 JB,则(A)JAJB.(B)JAJB.(C)JA=JB.(D)不能确定 JA、JB哪个大.3、如图所示,一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O 旋转

2、,初始状态为静止悬挂.现有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统(A)只有机械能守恒.(B)只有动量守恒.(C)只有对转轴O 的角动量守恒.(D)机械能、动量与角动量均守恒.4、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.平台与小孩开始时均静止.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与旋转方向分别为(A)RJmRv2,顺时针.(B)RJmRv2,逆时针.(C)RmRJmRv22,顺时针.(D)RmRJmRv22,逆时针。5、

3、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O在水平面内转动,转动惯量为231ML.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v21,则此时棒的角速度应为(A)MLmv.(B)MLm23v.(C)MLm35v.(D)MLm47v.6、一个物体正在绕固定光滑轴自由转动,(A)它受热膨胀或遇冷收缩时,角速度不变.(B)它受热时角速度变大,遇冷时角速度变小.(C)它受热或遇冷时,角速度均变大.(D)它受热时角速度变小,遇冷时角速度变大.7、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动,如图射来两个

4、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(A)增大.(B)不变.AMBFO O v21v俯视图O M m m 大学物理试题及答案(C)减小.(D)不能确定、二、填空题1、一个以恒定角加速度转动的圆盘,如果在某一时刻的角速度为120 rad/s,再转 60 转后角速度为230rad/s,则角加速度=_,转过上述 60 转所需的时间t_。2、如图所示,P、Q、R 与 S就是附于刚性轻质细杆上的质量分别为4m、3m、2m 与 m 的四个质点,PQQRRSl,则系统对OO轴的转动惯量为_ _。3、一定滑轮质量为M、半径为 R,对水

5、平轴的转动惯量J21MR2.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_。4、如图所示,一轻绳绕于半径为r 的飞轮边缘,并以质量为m 的物体挂在绳端,飞轮对过轮心且与轮面垂直的水平固定轴的转动惯量为J、若不计摩擦,飞轮的角加速度_ _。5、一长为l、质量可以忽略的直杆,两端分别固定有质量为2m 与 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M_,此时该系统

6、角加速度的大小_。6、如图所示,一质量为m、半径为 R 的薄圆盘,可绕通过其一直径的光滑固定轴AA转动,转动惯量JmR2/4.该圆盘从静止开始在恒力矩M 作用下转动,t 秒后位于圆盘边缘上与轴AA的垂直距离为R 的 B 点的切向加速度at_,法向加速度an_。7、一根均匀棒,长为 l,质量为 m,可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在竖直面内自由转动.开始时棒静止在水平位置,当它自由下摆时,它的初角速度等于_,初角加速度等于_.已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为231ml。8、转动着的飞轮的转动惯量为J,在 t0 时角速度为0.此后飞轮经历制动过程.阻力矩 M 的大小与角速度的平方成

7、正比,比例系数为k(k 为大于0 的常量).当031时,飞轮的角加速度_。从开始制动到031所经过的时间t_。9、质量分别为m 与 2m 的两物体(都可视为质点),用一长为l 的轻质刚性细杆相连,系统绕通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O 转动,已知 O 轴离质量为 2m 的质点的距离为31l,质量为 m 的质点的线速度为v 且与杆垂直,则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为_。10、一个质量为m 的小虫,在有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘边缘上,沿逆时针方向爬行,它相对于地面的速率为v,此时圆盘正沿顺时针方向转动,相对于地面的角速度为、设圆盘对中心轴的转动惯量为J.若小虫停止爬行,则圆盘的角速度为_

8、。R P S R Q R O Omm2mOA R B Am 2m O l R l/3v 俯视图文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6H1 ZD4R7C4O2Z10文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6H1 ZD4R7C4O2Z10文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6H1 ZD4R7C4O2Z10文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6H1 ZD4R7C4O2Z10文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6H1 ZD4R7C4O2Z10文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6H1 ZD4R7C4

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15、D4R7C4O2Z10大学物理试题及答案三、计算题:1、如图所示,一个质量为m 的物体与绕在定滑轮上的绳子相联,绳子质量可以忽略,它与定滑轮之间无滑动.假设定滑轮质量为M、半径为 R,其转动惯量为221MR?。一质量为M 15 kg、半径为R0.30 m 的圆柱体,可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动(转动惯量 J221MR).现以一不能伸长的轻绳绕于柱面,而在绳的下端悬一质量m8.0 kg 的物体。不计圆柱体与轴之间的摩擦,求:(1)物体自静止下落,5s 内下降的距离;(2)绳中的张力。2、一质量为m 的物体悬于一条轻绳的一端,绳另一端绕在一轮轴的轴上,如图所示。轴水平且垂直于轮轴面,其半径为

16、r,整个装置架在光滑的固定轴承之上。当物体从静止释放后,在时间 t 内下降了一段距离S.试求整个轮轴的转动惯量(用 m、r、t 与 S表示。3、一轴承光滑的定滑轮,质量为 M2.00 kg,半径为 R 0.100 m,一根不能伸长的轻绳,一端固定在定滑轮上,另一端系有一质量为m5.00 kg 的物体,如图所示。已知定滑轮的转动惯量为J221MR,其初角速度0 10、0 rad/s,方向垂直纸面向里、求:(1)定滑轮的角加速度的大小与方向;(2)定滑轮的角速度变化到0 时,物体上升的高度;(3)当物体回到原来位置时,定滑轮的角速度的大小与方向。4、质量为 M124 kg 的圆轮,可绕水平光滑固定

17、轴转动,一轻绳缠绕于轮上,另一端通过质量为M25 kg 的圆盘形定滑轮悬有m10 kg 的物体.求当重物由静止开始下降了h0.5 m时,(1)物体的速度;(2)绳中张力。(设绳与定滑轮间无相对滑动,圆轮、定滑轮绕通过轮心 且 垂 直 于 横 截 面 的 水 平 光 滑 轴 的 转 动 惯 量 分 别 为21121RMJ,22221rMJ)5、一质量均匀分布的圆盘,质量为 M,半径为 R,放在一粗糙水平面上(圆盘与水平面之间的摩擦系数为),圆盘可绕通过其中心O 的竖直固定光滑轴转动.开始时,圆盘静止,一质量为m 的子弹以水平速度v0垂直于圆盘半径打入圆盘边缘并嵌在盘边上,求(1)子弹击中圆盘后,

18、盘所获得的角速度。(2)经过多少时间后,圆盘停止转动.(圆盘绕通过O 的竖直轴的转动惯量为221MR,忽略子弹重力造成的摩擦阻力矩)6、一匀质细棒长为2L,质量为 m,以与棒长方向相垂直的速度v0在光滑水平面内平动时,与前方一固定的光滑支点O 发生完全非弹性碰撞.碰撞点位于棒中心的一侧L21处,如图所示.求棒在碰撞后的瞬时绕O 点转动的角速度.(细棒绕通过其端点且与其垂直的轴转动时的转动惯量为231ml,式中的 m 与 l 分别为棒的质量与长度。)mMRmOrmMR0R M1 M2 r m m R O 0vL 21L 21L O 0v0v文档编码:CL1W10P10J9B6 HU7H5N3K6

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