2021-2022学年高二物理竞赛课件：刚体转动的习题.pptx

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1、刚体转动的习题刚体转动的习题一、转动惯量一、转动惯量1.两个均质圆盘两个均质圆盘A 和和B 的密度分别为的密度分别为A和和B，若，若AB，但两圆盘的质量与厚度相，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同，如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为动惯量各为JA和和JB，则，则（A）JAJB（B）JBJA（C）JA=JB（D）JA、JB哪个大，不能确定。哪个大，不能确定。B 4.2.写出下列刚体对转轴的转动惯量：写出下列刚体对转轴的转动惯量：半径为半径为，质量为，质量为的均有圆盘连接一根的均有圆盘连接一根长为长为质量为质量为的匀质直棒。的匀质直棒。二、守恒量二、守恒量质量为m

2、、横截面半径为R的实心匀质圆柱体，在水平面上做无滑动的滚动，如果圆柱体的中心轴线方向不变，且其质心以速度v水平匀速运动，则刚体的动量的大小为，动能等于，对中心轴线的角动量大小为。（2）对定滑轮轴的角动量）对定滑轮轴的角动量两半径不同圆轮，两半径不同圆轮，1轮转动，轮转动，2轮静止轮静止今将两轮子靠拢，轮被带动而转动今将两轮子靠拢，轮被带动而转动（1）圆锥摆（对）圆锥摆（对轴）轴）小球质量为小球质量为重物、人质量均为重物、人质量均为，定滑轮质量，定滑轮质量不计，人向上爬行不计，人向上爬行（3）对轴）对轴，(或或)的角动量的角动量1 1、判断角动量是否守恒、判断角动量是否守恒 X 7.2 2 如图

3、所示，一光滑细杆上端由光滑铰链固定，杆可绕如图所示，一光滑细杆上端由光滑铰链固定，杆可绕其上端在任意角度的锥面上绕竖直轴其上端在任意角度的锥面上绕竖直轴OO作匀角速转动，作匀角速转动，有一小环套在杆的上端。现使杆在一个锥面上运动起来，有一小环套在杆的上端。现使杆在一个锥面上运动起来，而后小环由静止开始沿杆下滑。在小环下滑过程中，小环、而后小环由静止开始沿杆下滑。在小环下滑过程中，小环、杆和地球系统的机械能以及小环加杆对杆和地球系统的机械能以及小环加杆对OO轴的角动量轴的角动量 （）解：解：两飞轮通过摩擦达到共同速度两飞轮通过摩擦达到共同速度,合外力矩为合外力矩为0，系统角动量守恒。，系统角动量

4、守恒。共同角速度共同角速度啮合过程机械能损失：啮合过程机械能损失：3：两个共轴飞轮转动惯量分别为两个共轴飞轮转动惯量分别为J1、J2，角速度分别，角速度分别为为 1、2，求两飞轮啮合后共同的角速度，求两飞轮啮合后共同的角速度 。啮合过。啮合过程机械能损失。程机械能损失。4.花样滑冰者，开始自转时，其动能为花样滑冰者，开始自转时，其动能为 ，然后将手臂收回，转动惯量，然后将手臂收回，转动惯量减少到原来的减少到原来的 ，此时的角速度变为，此时的角速度变为 ，动能变为，动能变为E E，则有关系，则有关系（A A）（B B）（C C）（D D）D9.5.一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定一圆盘正绕垂直

5、于盘面的水平光滑固定轴轴O转动，如图射来两个质量相同，速度转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子大小相同，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，子弹射弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度入后的瞬间，圆盘的角速度O（A A）增大；）增大；（B B）减小；）减小；（C C）不变；）不变；（D D）不能确定。）不能确定。B10.杆子旋转角速度的变化杆子旋转角速度的变化4-37一长为一长为l、质量为、质量为m的均匀细棒，在光滑的平面上绕的均匀细棒，在光滑的平面上绕质心作无滑动的转动，其角速度为质心作无滑动的转动，其角速度为。若棒突然改绕其。若棒突然改绕其一端转动，求：（一端转动，求：（1）以端点为转轴的角速度）以端点为转轴的角速度；（；（2）在此过程中转动动能的改变。在此过程中转动动能的改变。先用动量定理，再用角动量定理，先用动量定理，再用角动量定理，6.如如下下图图,均均匀匀细细杆杆可可绕绕距距其其一一端端l/4（l为为杆杆长长）的的水水平平轴轴o在在竖竖直直平平面面内内转转动动，杆杆的的质质量量为为m、当当杆杆自自由由悬悬挂挂时时，给给它它一一个个起起始始角角速速度度，如如杆杆恰恰能能持持续续转转动动而而不不摆摆动（不计一切摩擦），则动（不计一切摩擦），则（C）（B）（D）（A）(C)11.