大物答案-第5,10章習(xí)題解答

外力矩所做的表達(dá)式dA=Md,合外力矩的總功是

2

相應(yīng)的角速度由ω11化到ω2時所做的總功是

瞬時率表達(dá)式是

在恒外力矩作用下，能定理的表達(dá)式

A

1)

1222

1J2121直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，開始時棒靜止在3g2l平位置，當(dāng)它自由下擺時，它3g2l度等于0，初角加速度等 解 初始時刻，棒靜止，所00M1mgl2

23P151軸無摩擦地轉(zhuǎn)動.當(dāng)物體轉(zhuǎn)至水平位置時，系統(tǒng)所受的合外力矩

3mgL

4，系統(tǒng)對的轉(zhuǎn)動慣量

37m

48，系統(tǒng)的角加速度36g37.如果轉(zhuǎn)軸過另一端點36g373mgL

，系統(tǒng)對該軸的轉(zhuǎn)動慣量4mL2，系統(tǒng)的角加速度為9g4mL2ABABLM1

L4

3LmgL

34 341J11

L4L

m(3L36g3736g37L

)2L4L3737M1

1

M2

mgL44332J2

13

mL2M22

J228L8L9g5.1.10一根均勻的細(xì)棒，長為l，質(zhì)量為m，等于3g）。（ 3解：當(dāng)棒在水平位置時L

m

v Lv

mg2J∴

1ml3P151題 當(dāng)物體轉(zhuǎn)至水平位置時，系統(tǒng)所受的合外力矩為

=3

，系統(tǒng)對軸轉(zhuǎn)動慣量

m，

36

,如果轉(zhuǎn)軸通過

37

mg端點B，當(dāng)物體轉(zhuǎn)至水平位置時系統(tǒng)所受的合外力矩 ，統(tǒng)對軸的轉(zhuǎn)動慣量

43

，系統(tǒng)的角加速度1

9 8 解：根據(jù)力矩M=rF和桿轉(zhuǎn)動慣量

3

質(zhì)點轉(zhuǎn)動慣量

mr

，對點計算左端桿和右端桿和左右小球1

A球?qū)的力

41

A對O的轉(zhuǎn)動慣

m L4 4 1

左桿對O的力

4mg

左桿對O的轉(zhuǎn)動慣量34m4L

mg34

m3L2 23 右桿對O的3

右桿對O的轉(zhuǎn)動慣量1

4mg

m L 系統(tǒng)的合力矩為矢量和，而系統(tǒng)對同一轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為標(biāo)量相加4 mg3L14 1 m4L34m4 根據(jù)轉(zhuǎn)動第二定律M有

37A球?qū)的力矩

A對B的轉(zhuǎn)動慣

mg12

整個桿對B的轉(zhuǎn)動慣量13B球?qū)的力矩 B球?qū)的轉(zhuǎn)動慣量MmgLmg1L2JmL21mL23M9注：在計算對O的轉(zhuǎn)動慣量時可以用平行軸定理計算桿對O2C轉(zhuǎn)動慣C

md

1mL2m1L 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量JO

2第第二版部分選擇、填空題解且F=Mg,設(shè)A、B兩滑輪的角加速度分別為A和B,不計輪軸摩擦,則這兩個角加速系為 (BA

B;

A

B;A

B;

D無法確RT'TMRT'TMR

y JMR2對

B

應(yīng)BJB第二第二版部分選擇、填空題解P151:5.2.6一長為L的質(zhì)量均勻分布的細(xì)桿,可繞通過其一端并與桿垂直的光滑水平軸轉(zhuǎn)動如果從靜止的水平位置釋放,在桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中,下列情況哪一種說法是正確的(CA角速度從小到大,角加速度從小到大B角速度從大到小,角加速度從大到小C角速度從小到大,角加速度從大到小D角速度從大到小,角加速度從小到大解:如

M mg2

2J

C應(yīng)CmL2

,最初桿靜止.如果有兩個質(zhì)量為m發(fā)生完全非彈性碰撞后,就與粘合在一起動,則這一系統(tǒng)碰撞后的轉(zhuǎn)動角速度為(DA,4v5L

B,4v

C,12v7L

D,6v7L

E,4v5L解:碰撞過程角動量

(13

2mL2

6v7LD應(yīng)DP152題某 飛輪轉(zhuǎn)動的角坐標(biāo)與時間的系為

at

(rad),0、a、bc均為常數(shù)求:(1)t=2s時的角坐標(biāo),t=2s內(nèi)的角位移飛輪角速度和角加速度的表達(dá)式t=2s時刻的角速度和角加速度大小解

2

0

a

6ct(rad.s2

22

2b12c(rad.s2P153題如圖所示，兩物體A、B質(zhì)量分別為m1、m2，用輕繩相連，繩子不能伸長，跨過質(zhì)量為m、半徑為r的定滑輪C。如果物體B與桌面間的滑動摩擦系數(shù)為，繩與滑輪間無相對滑動物體A以加速度a向下運動，求：系統(tǒng)a的大小和繩中張力T1和T2大小的解:當(dāng)

降時水平向右運動，定滑輪做順對進行受力分析， 第二定律m1gT1對進行受力分析， 第二定律對滑輪，由轉(zhuǎn)動定律

m2

T2)r

2又由運動學(xué)關(guān)系，繩在滑輪上不打

aa

2g

2m2(1)mm

2m1(1)mm2m

P154題如圖所示,質(zhì)量為m,長為l的質(zhì)量均勻分布的細(xì)桿可繞其一端的垂直于紙面的水平軸O轉(zhuǎn)動.如果把棒拉到水平位置后放手,棒落到豎直位置時與放置在水平面上A處的質(zhì)量為M靜止的物體做完全彈性碰撞,物體在水平面上向右滑行了一段距離S后停止.設(shè)物體與水

面間數(shù)處處相同.求證 6m(m3M)2.S解：桿從水平位置到豎直位置的過程中,

1J020

O桿與物體碰撞時,系統(tǒng) lMM角動量,機械MM

重力勢能零 01J02

1J2

1Mv2 2M向右滑動過程中，由動MgS

1Mv2 2由(1)到(4) 6m2l(m3M)2.SP154題重物,設(shè)輪轉(zhuǎn)動時所受的阻力矩為M .求重物靜止開始下落距離h時輪的角速度.相對滑動 律和第二定律可得JrTamT0 JrTamT0

mgT amgrMJmr又因

22

00r02(mgr2(mgrM0)r(Jmr2P370:10.1.4如圖所示,兩塊“無電平板,其電荷面密度分別為(

0)和試寫出各區(qū)域的電場強度EⅠ區(qū)E ,方向向右;Ⅱ區(qū)E的大小 ,方向右_;Ⅲ區(qū)E

,

向左;出各區(qū)域電場強度E的理

場強加原理和“無限大”帶電平板的場強公式E20

，是面密度方向垂直板面0，E向外，0，E指向板面。再由場強疊加原理有

E1

E2

向右

向向

E3

向左向左P371頁題電量分別為q1q2

第10章部分的三個點電荷如圖所示位置,其中任一個點電荷所受為零。如果

Q，則

,以上條件下，如果固定

q2

從現(xiàn)1Q位置經(jīng)任意路徑移到無窮遠(yuǎn),需做功 .1Q解:

aaoa

00

a2 a2 （2）q1

在該處產(chǎn)生的電勢分U1

U2

1

A

2402P371:

)q0不是足夠小，則（C（Aq0（B/q0

比P點處場強的數(shù)值相比P點處場強的數(shù)值（C/q0（Dq0

比P點處場強的數(shù)值關(guān)系無法確當(dāng)

P371:10.2.6如圖,將位于P點的點電荷q動到K點, (C

OS OSPdSK

0EdS變化0EdS不變P372已知帶電體的靜電場中的U－r關(guān)系如圖所示，則該帶電體是（ 半徑為R半徑為R半徑為R半徑為RUUU1oRrUU1oRr變，說明電場力做功為零，其場強為零，由定理可知，其應(yīng)沒有UU1oRrB應(yīng)BP373題lr 一無限長直均勻帶電線，線電荷密度為lr解長直電線的電為軸的圓柱面為面(如圖)則， 定E.dsE.dsqi0E2

0E r0第第10章部分P374:10.3.19上半部帶正電,下半部點負(fù)電,電荷線密度為.試求圓心O處的場強.y++-+ROxy++-+ROx-EdE在與x軸對稱的位置處dq

它們在O點的場強大 dE

Rd EO

20

2220

P374題如圖所示,已知

6cm,

1q1q2

3108C.

2109

的點電荷0以下方式移動,試求電場力所做的功0從A點移動到B點從C點移動到D點從D點移動到B點

rara/Da/解 由電勢疊加原理UA

00r2a2

UC

0.1

1.810UBUD

U

UB

3.6106

UD

3.6106

UD)P375題解 場強分布

3R0R

(rR)E

2r0r

(rR)

REdlR

E

R2R2

rdrr

dr2280

R2

(rR)同理，U

20r2

(r