大學(xué)物理試題及答案

1、第2章剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)選擇題1、如圖所示，A、B為兩個(gè)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F = Mg.設(shè)A、B兩滑輪的角 加速度分別為 a和B,不計(jì)滑輪軸的摩擦，則有(A) A= B.(B) A> B.(C) AV B.(D)開始時(shí) A= B,以后 AV B.12、有兩個(gè)半徑相同，質(zhì)量相等的細(xì)圓環(huán)A和B. A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(duì)通過環(huán)心并與環(huán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為Ja和Jb,則(A) Ja>Jb.(B) Jav Jb.v的速率在臺(tái)邊緣(C) Ja=Jb.(D)不能確定Ja、Jb哪個(gè)大.3、如圖所示，一勻質(zhì)細(xì)桿可繞通過上

2、端與桿垂直的水平光滑固定軸O旋轉(zhuǎn)，初始狀態(tài)為靜止懸掛.現(xiàn)有一個(gè)小球自左方水平打擊細(xì)桿.設(shè)小球與細(xì)桿之間為非彈性碰撞，則在碰撞過程中對(duì)細(xì)桿與小球這一系統(tǒng)(A)只有機(jī)械能守恒.(B)只有動(dòng)量守恒.(C)只有對(duì)轉(zhuǎn)軸O的角動(dòng)量守恒.(D)機(jī)械能、動(dòng)量和角動(dòng)量均守恒.4、質(zhì)量為m的小孩站在半徑為 R的水平平臺(tái)邊緣上.平臺(tái)可以繞通過其中心的豎直光滑固定軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J.平臺(tái)和小孩開始時(shí)均靜止.當(dāng)小孩突然以相對(duì)于地面為 沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)向走動(dòng)時(shí)，則此平臺(tái)相對(duì)地面旋轉(zhuǎn)的角速度和旋轉(zhuǎn)方向分別為(A)(C)mR v,順時(shí)針.(B)J R2mR v2"一，順時(shí)針. (D)J mR2 RmR2 vJ R

3、2mR vJmR2R5、如圖所示，一靜止的均勻細(xì)棒，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為 M,可繞通過棒的端點(diǎn)且垂直于棒長(zhǎng)的光滑固12定軸O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ML2. 一質(zhì)量為 m、速率為3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(shè)穿過棒后子彈的速率為,則此時(shí)棒的角速度應(yīng)為O俯視圖mv(A)ML5mv(C)-3ML(B) 3mv2ML(D)7mv4ML6、 一個(gè)物體正在繞固定光滑軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，(A)它受熱膨脹或遇冷收縮時(shí)，角速度不變.(B)它受熱時(shí)角速度變大，遇冷時(shí)角速度變小.(C)它受熱或遇冷時(shí)，角速度均變大.(D)它受熱時(shí)角速度變小，遇冷時(shí)角速度變大.7、一圓盤正繞垂直于盤面的水平光滑固定

4、軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖射來兩個(gè)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(A)增大.(B)不變.(C)減小.(D)不能確定.O從開始制動(dòng)到所經(jīng)過的時(shí)間t=9、質(zhì)量分別為m和2m的兩物體（都可視為質(zhì)點(diǎn)），用一長(zhǎng)為 性細(xì)桿相連，系統(tǒng)繞通過桿且與桿垂直的豎直固定軸 O轉(zhuǎn)動(dòng),l的輕質(zhì)剛已知。軸Av離質(zhì)量為2m的質(zhì)點(diǎn)的距離為-I,質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)的線速度為3v且與桿O 1/32m垂直，則該系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量 為。（動(dòng)量矩）大小R俯視圖二、填空題1、一個(gè)以恒定角加速度轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，如果在某一時(shí)刻的角速度為1 = 20 rad/s,再轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)后角

5、速度為 2 = 30 rad /s,則角加速度 =,轉(zhuǎn)過上述60轉(zhuǎn)所需的時(shí)間A t=o2、如圖所示，P、Q、R和S是附于剛性輕質(zhì)細(xì)桿上的質(zhì)量分別為4m、3m、2m和m的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，PQ = QR = RS= l,則系統(tǒng)對(duì) OO軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。1 P Q R3、 一定滑輪質(zhì)量為 M、半徑為R,對(duì)水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=-MR2.在滑Q2 R輪的邊緣繞一細(xì)繩，繩的下端掛一物體.繩的質(zhì)量可以忽略且不能伸長(zhǎng)，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(duì)過輪心且與輪面垂直的水平固定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J.若廠、不計(jì)

6、摩擦，飛輪的角加速度= _。（.5、一長(zhǎng)為1、質(zhì)量可以忽略的直桿，兩端分別固定有質(zhì)量為2m和m J的小球，桿可繞通過其中心。且與桿垂直的水平光滑固定軸在鉛直平2m面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).開始桿與水平方向成某一角度，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所O；X示.釋放后，桿繞 。軸轉(zhuǎn)動(dòng).則當(dāng)桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，該系統(tǒng)所受到位的合外力矩的大小M =,此時(shí)該系統(tǒng)角加速度的大小m6、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AA轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J= mR2 / 4.該圓盤從靜止開始在恒力矩M作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，t秒后位于圓盤邊緣上與軸 AA的垂直距離為R的B點(diǎn)A的切向加速度at=,法向加速度A（乂.一一7、 一根均勻

7、棒，長(zhǎng)為1,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(dòng).開始時(shí)棒靜止在水平位置，當(dāng)它自由下擺時(shí)，它的初角速度等于 ,初12角加速度等于 .已知均勻棒對(duì)于通過其一端垂直于棒的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為-ml2o38、轉(zhuǎn)動(dòng)著的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J,在t=0時(shí)角速度為 。.此后飛輪經(jīng)歷制動(dòng)過程.阻力矩M的大1小與角速度的平萬成正比，比例系數(shù)為 k （k為大于0的常量）.當(dāng) 1 0時(shí)，飛輪的角加速度10、 一個(gè)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(shí)針方向爬行，它相對(duì)于地面的速率為 V,此時(shí)圓盤正沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)于地面的角速度為 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J.若小蟲停止爬行，則

8、圓盤的角速度為.設(shè)圓盤對(duì)中心軸三、計(jì)算題：1、如圖所示，一個(gè)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, 1 C之間無滑動(dòng).假設(shè)定滑輪質(zhì)量為M、半徑為R,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為-MR2?o 一質(zhì)量2為M=15 kg、半徑為R= 0.30 m的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水平固定軸1轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)TM量J= -MR2).現(xiàn)以一不能伸長(zhǎng)的輕繩繞于柱面，而在繩的下端懸2一質(zhì)量m = 8.0 kg的物體。不計(jì)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。它與定滑輪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，

9、其半徑為r,整個(gè)裝置架在光滑的固定軸承之上。當(dāng)物體從靜止釋放后，在時(shí)間t內(nèi)下降了一段距離 S.試求整個(gè)輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(用 r、t和S表不'。m、3、 一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為 M = 2.00 kg,半徑為R= 0.100 m, 一根不能 伸長(zhǎng)的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為m=5.00 kg的物體，1如圖所不。已知定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J= -MR2,其初角速度0= 10.0 rad/s,2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=0時(shí)，物體上升的高度；(3)當(dāng)物體回到原來位置時(shí)，定滑輪的角速度的大小和方向。4、質(zhì)量為 M1=2

10、4 kg的圓輪，可繞水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一輕繩纏繞于輪上，另一端通過質(zhì)量為 M2=5 kg的圓盤形定滑輪懸有 m=10 kg的物體.求當(dāng)重物由靜止開始下降了 h = 0.5 m時(shí)，(1)物體的速度；(2)繩中張力。(設(shè)繩與定滑輪間無相對(duì)滑動(dòng)，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(dòng)慣量分別為,1 .J1 M 1212J2M2r )25、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），圓盤可繞通過其中心。的豎直固定光滑軸轉(zhuǎn)動(dòng).開始時(shí), 圓盤靜止，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度 vo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(shí)間后，圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng).（圓盤繞通過O的豎直軸1 2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 一MR2,忽略子彈重力造成的摩擦阻力矩 ）26、一勻質(zhì)細(xì)棒長(zhǎng)