高二物理競賽剛體力學(xué)習(xí)題課件

剛體力學(xué)1.花樣滑冰運(yùn)動員繞過通過自身的豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，開始時(shí)兩臂伸開，轉(zhuǎn)動慣量為J0，角速度為0。然后她將雙臂收回，使轉(zhuǎn)動慣量減少為J0/3，這時(shí)她轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)橹R點(diǎn)：角動量守恒定律2.利用皮帶傳動，用電動機(jī)拖動一個(gè)真空泵。電動機(jī)上裝一半徑為0.1m的輪子，真空泵上裝一半徑為0.29m的輪子，如圖所示。如果電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1450rev/min，真空泵的轉(zhuǎn)速為rev/min。知識點(diǎn)：轉(zhuǎn)動的描述3.一個(gè)轉(zhuǎn)動的輪子由于軸承摩擦力矩的作用，其轉(zhuǎn)動角速度漸漸變慢，第1秒末的角速度是起始角速度0的0.8倍，若摩擦力矩不變，第2秒末的角速度為(用0表示)；該輪子在靜止前共轉(zhuǎn)了圈。知識點(diǎn)：轉(zhuǎn)動的描述，角加速度恒定的轉(zhuǎn)動4.如圖：長為l的均勻細(xì)桿OM可繞O軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，今將OM置于水平位置，然后令其從靜止開始自由擺下，當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，其轉(zhuǎn)動角速度為知識點(diǎn)：力作功與轉(zhuǎn)動動能增量的關(guān)系O5.在恒力矩M=12Nm作用下，轉(zhuǎn)動慣量為4kgm2的圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)過一周時(shí)，圓盤的轉(zhuǎn)動角速度為rad/s。知識點(diǎn)：力矩作功與轉(zhuǎn)動動能增量的關(guān)系填空、選擇1.一根長為l，質(zhì)量為m的均勻細(xì)棒，一端與光滑的水平軸相連，可在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，小球半徑R<<l，設(shè)棒由水平位置靜止釋放，求擺下角度時(shí)，棒的角加速度和角速度。知識點(diǎn)：轉(zhuǎn)動定律，轉(zhuǎn)動慣量可疊加性，動能定理O2.如圖所示的阿特伍德機(jī)裝置中，滑輪和繩子間沒有滑動且繩子不可以伸長，軸與輪間有阻力矩，求滑輪兩邊繩子的張力。已知m1=20kg，m2=10kg?；嗁|(zhì)量為m3=5kg?；啺霃綖閞=0.2m。滑輪可視為均勻圓盤，阻力矩Mf=6.6Nm，圓盤對過其中心且與盤面垂直的軸的轉(zhuǎn)動慣量為知識點(diǎn)：轉(zhuǎn)動定律3.一長為l

，質(zhì)量為M的均勻木棒，可繞水平軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，開始時(shí)棒自然地豎直下垂，今有一質(zhì)量m、速率為v的子彈從A點(diǎn)射入棒中，假定A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為3l/4，求：(1)棒開始運(yùn)動時(shí)的角速度；(2)棒的最大偏轉(zhuǎn)角。知識點(diǎn)：角動量守恒定律，機(jī)械能守恒定律4.如圖所示，滑輪為質(zhì)量均勻分布的圓柱體，其質(zhì)量為m輪，半徑為r，在繩與輪緣的摩擦力作用下旋轉(zhuǎn)。忽略桌面與物體間的摩擦。設(shè)m1=50kg,m2=200kg,m輪=15kg,r=0.1m，計(jì)算該系統(tǒng)中物體m1和m1的加速度。知識點(diǎn)：轉(zhuǎn)動定律，線量和角量的關(guān)系5.如圖：將細(xì)桿OM由水平位置靜止釋放，桿擺至鉛直位置時(shí)其下端剛好與靜止在光滑水平面上質(zhì)量為m的小球相碰，設(shè)桿的質(zhì)量與小球相同，碰撞又是彈性的，求：(1)桿擺至鉛直位置時(shí)的角速度；(2)碰撞后小球的速度。知識點(diǎn)：機(jī)械能守恒，角動量守恒6.如圖所示：在半徑為R的具有光滑豎直固定中心軸的水平圓盤上，有一人靜止站立在距轉(zhuǎn)軸為R/2處，人的質(zhì)量是圓盤質(zhì)量的1/10，開始時(shí)盤載人對地以角速度0勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在此人垂直圓盤半徑相對于盤以速率v沿與盤轉(zhuǎn)動方向相反方向作圓周運(yùn)動，已知圓盤對中心軸的轉(zhuǎn)動慣量為MR2/2。求

(1)圓盤對地的角速度；(2)欲使圓盤對地靜止，人沿R/2圓周對圓盤運(yùn)動速度v的大小及方向如何？。知識點(diǎn)：角動量守恒，運(yùn)動的相對性7、如圖所示,一質(zhì)量為m的子彈以水平速度射入一靜止懸于頂端長棒的下端,穿出后速度損失3/4,求子彈穿出后棒的角速度。已知棒長為l,質(zhì)量為M.解:以f代表棒對子彈的阻力,對子彈有:子彈對棒的反作用力對棒的沖量矩為：v0vmMv0vmM如圖，已知：子彈