大学物理学第04章补充例题.ppt

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1、第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版11一飞轮半径为一飞轮半径为0.2 m、转速为、转速为150 rmin-1，因受制动而均匀减速，经，因受制动而均匀减速，经30 s 停止转动试求：停止转动试求：(1)角加速度和角加速度和在此时间内飞轮所转的圈数；在此时间内飞轮所转的圈数；(2)制动制动开始后开始后 t=6 s 时飞轮的角速度；时飞轮的角速度；(3)t=6 s 时飞轮边缘上一点的线速度、切向时飞轮边缘上一点的线速度、切向加速度和法向加速度加速度和法向加速度第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版2飞

2、轮飞轮 30 s 内转过的角度内转过的角度解解（1）t=30 s 时，时，设设，因飞轮作匀减速运动，因飞轮作匀减速运动时，时，t=0 s 转过的圈数转过的圈数第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版3（2）时，飞轮的角速度时，飞轮的角速度（3）时，飞轮边缘上一点的线速度大小时，飞轮边缘上一点的线速度大小该点的切向加速度和法向加速度该点的切向加速度和法向加速度第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版4 2 一质量为一质量为m、长为、长为L的均匀细棒，的均匀细棒，可在水平桌面上绕通过其一端的竖直固定可在水平

3、桌面上绕通过其一端的竖直固定轴转动，已知细棒与桌面的摩擦因素为轴转动，已知细棒与桌面的摩擦因素为 ,求棒转动时受到的摩擦力矩的大小求棒转动时受到的摩擦力矩的大小xodxx第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版5如图，距如图，距O点为点为x，长为，长为dx的质元的质元dm的质量的质量解解其所受阻力矩其所受阻力矩xodxx第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版6 3 一转动惯量为一转动惯量为 J 的圆盘绕一固定轴的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为转动，起初角速度为0，设它所受阻力矩，设它所受阻力矩为为M

4、=-k(k为常数为常数)，求圆盘的角速度从，求圆盘的角速度从0变为变为0/2 所需的时间所需的时间解解 由由有有解得：解得：即即第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版7 4 电风扇在开启电源后，经电风扇在开启电源后，经t1时间达到时间达到了额定转速，此时相应的角速度为了额定转速，此时相应的角速度为0，当，当关闭电源后，经过关闭电源后，经过t2时间风扇停转已知风时间风扇停转已知风扇转子的转动惯量为扇转子的转动惯量为J，并假设摩擦阻力矩，并假设摩擦阻力矩和电机的电磁力矩均为常量，求电机的电磁和电机的电磁力矩均为常量，求电机的电磁力矩力矩解解解得：解得

5、：第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版8 5 如如图图：一一定定滑滑轮轮两两端端分分别别悬悬挂挂质质量量都都是是m的的物物块块A和和B，图图中中R和和r，已已知知滑滑轮轮的的转转动动惯惯量量为为J，求求A、B两两物物体体的的加加速速度度及及滑轮的角加速度滑轮的角加速度解解 rRFT1FT2mgmgAB由由a2a1第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版9解得解得第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版10 6 一一轻轻绳绳绕绕在在有有水水平平轴轴的的定定

6、滑滑轮轮上上，滑滑轮轮质质量量为为m，绳绳下下端端挂挂一一物物体体，物物体体所所受受重重力力为为G,滑滑轮轮的的角角加加速速度度为为1，若若将将物物体体去去掉掉而以与而以与G相等的力相等的力直接向下拉绳子，滑直接向下拉绳子，滑轮的角加速度轮的角加速度2将将(A)不变不变 (B)变小变小(C)变大变大(D)无法判断无法判断G1 12 2RR第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版11解解答案：选答案：选（C）G1 12 2FTGFTRR又又所以所以第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版12 7轻绳一端轻

7、绳一端系着质量为系着质量为m的质的质点，另一端穿过光点，另一端穿过光滑水平桌面上的小滑水平桌面上的小孔孔O用力拉着，质用力拉着，质点原来以等速率作半径为点原来以等速率作半径为r 的圆周运动，问的圆周运动，问当拉动绳子向正下方移动到半径为当拉动绳子向正下方移动到半径为r/2时，质时，质点的角速度多大？点的角速度多大？mrr/2O第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版13解解 m绕绕O转动中，转动中，所所受力矩受力矩M=0解得：解得：常矢量常矢量应有应有即即mrr/2O第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版14Lmg 8 如图，一长如图，一长L、质量为质量为m的细棒可绕其的细棒可绕其一端自由转动，开始一端自由转动，开始时棒处于水平位置，时棒处于水平位置，求棒转到与水平线成求棒转到与水平线成角度角度 时的角速时的角速度、角加速度度、角加速度第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版15解解 应用转动定律应用转动定律 求求Lmg第四章补充例题第四章补充例题第四章第四章 刚体的转动刚体的转动物理学物理学第五版第五版16应用动能定理求应用动能定理求Lmg由由得得