大學(xué)物理作業(yè)省公開課金獎(jiǎng)全國(guó)賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

大學(xué)物理作業(yè)三參考解答一、選擇題：1、關(guān)于剛體對(duì)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以下說法中正確是(A)只取決于剛體質(zhì)量，與質(zhì)量空間分布和軸位置無關(guān)。(B)取決于剛體質(zhì)量和質(zhì)量空間分布，與軸位置無關(guān)。(C)取決于剛體質(zhì)量、質(zhì)量空間分布和軸位置。(D)只取決于轉(zhuǎn)軸位置，與剛體質(zhì)量和質(zhì)量空間分布無關(guān)答：C1/222、剛體角動(dòng)量守恒充分而必要條件是[](A)剛體不受外力矩作用。(B)剛體所受合外力和合外力矩均為零。(C)剛體所受合外力矩為零。(D)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度均保持不變。答：C3、幾個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)含有固定轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上，假如這幾個(gè)力矢量和為零，則此剛體[](A)必定不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。(B)轉(zhuǎn)速必定不變。(C)轉(zhuǎn)速必定改變。(D)轉(zhuǎn)速可能改變，也可能不變。答：D2/22答：D4、一勻質(zhì)圓盤狀飛輪質(zhì)量為20kg，半徑為30cm，當(dāng)它以每分鐘60轉(zhuǎn)速率旋轉(zhuǎn)時(shí)，其動(dòng)能為(A)J；(B)J；（C）J；（D）J。答：B5、力，其作用點(diǎn)矢徑為該力對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)力矩大小為(A)；（B）；(C)；(D)。3/22答：A6、一根質(zhì)量為m

、長(zhǎng)度為L(zhǎng)勻質(zhì)細(xì)直棒，平放在水平桌面上。若它與桌面間滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，在t=0時(shí)，使該棒繞過其一端豎直軸在水平桌面上旋轉(zhuǎn)，其初始角速度為，則棒停頓轉(zhuǎn)動(dòng)所需時(shí)間為(A)；(B)；(C)；(D).由轉(zhuǎn)動(dòng)定律由運(yùn)動(dòng)規(guī)律4/22答：C7、一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I圓盤繞一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，初角速度為。設(shè)它所受阻力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度成正比M=(k為正常數(shù))，它角速度從變?yōu)?2所需時(shí)間是(A)I/2；(B)I/k；(C)(I/k)ln2；(D)I/2k。

由轉(zhuǎn)動(dòng)定律5/22答：A8、一根長(zhǎng)為、質(zhì)量為M勻質(zhì)棒自由懸掛于經(jīng)過其上端光滑水平軸上。現(xiàn)有一質(zhì)量為m子彈以水平速度v0射向棒中心，并以v0/2水平速度穿出棒，今后棒最大偏轉(zhuǎn)角恰為，則v0大小為(A)；(B)；(C)；(D)由角動(dòng)量守恒由機(jī)械能守恒6/22答：B9、一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I圓盤繞一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，初角速度為。設(shè)它所受阻力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度成正比M=(k為正常數(shù))，它角速度從變?yōu)?2過程中阻力矩所作功為(A)

；(B)；(C)；(D)

。由動(dòng)能定理7/221、一個(gè)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)物體，對(duì)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I，以角速度ω0=10rad·s－1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)對(duì)物體加一制動(dòng)力矩M=-0.5N·m，經(jīng)過時(shí)間t=5s，物體停頓轉(zhuǎn)動(dòng)。物體轉(zhuǎn)達(dá)慣量I=

。2、如圖所表示，P、Q、R和S是附于剛性輕質(zhì)細(xì)桿上質(zhì)量分別為4m、3m、2m和m四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，PQ=QR=RS=d，則系統(tǒng)對(duì)OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為

。O′PQRSO二、填空題：50md28/223、勻質(zhì)大圓盤質(zhì)量為M、半徑為R，對(duì)于過圓心O點(diǎn)且垂直于盤面轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。假如在大圓盤右半圓上挖去一個(gè)小圓盤，半徑為R/2。如圖所表示，剩下部分對(duì)于過O點(diǎn)且垂直于盤面轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為

。ORr9/224、長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m勻質(zhì)細(xì)桿，以角速度ω繞過桿端點(diǎn)垂直于桿水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，桿動(dòng)量大小為

，桿繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸動(dòng)能為

，角動(dòng)量為

。5、一人站在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)上，在他伸出兩手中各握有一個(gè)重物，若此人向著胸部縮回他雙手及重物，忽略全部摩擦，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大，系統(tǒng)角動(dòng)量不變，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能增大。（填增大、減小或不變）10/226、一飛輪作勻減速轉(zhuǎn)動(dòng)，在5s內(nèi)角速度由40πrad·s－1減到10πrad·s－1，則飛輪在這5s內(nèi)總共轉(zhuǎn)過了

圈，飛輪再經(jīng)

時(shí)間才能停頓轉(zhuǎn)動(dòng)。11/227、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員繞過本身豎直軸運(yùn)動(dòng)，開始時(shí)兩臂伸開，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I0，角速度為ω0。然后她將兩臂收回，使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量降低為I0/3，這時(shí)她轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變?yōu)?/p>

。12/22三、計(jì)算題：

1、如圖所表示，水平光滑桌面上物體A由輕繩經(jīng)過定滑輪C與物體B相連，兩物體A、B質(zhì)量分別為、，定滑輪視為均質(zhì)圓盤，其質(zhì)量為，半徑為R，AC水平并與軸垂直，繩與滑輪無相對(duì)滑動(dòng)，不計(jì)軸處摩擦。求B下落加速度及繩中張力。13/22解：14/222、轉(zhuǎn)動(dòng)著飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I,在t=0時(shí)角速度為ω0今后飛輪經(jīng)歷制動(dòng)過程，阻力矩M大小與角速度ω

平方成正比，百分比系數(shù)為k(k為大于零常數(shù)),當(dāng)ω=ω0/3時(shí),飛輪角加速度是多少?從開始制動(dòng)到現(xiàn)在經(jīng)歷時(shí)間是多少?將ω=ω0/3代入，求得這時(shí)飛輪角加速度:解:(1)由題知,故由轉(zhuǎn)動(dòng)定律有：即15/22(2)為求經(jīng)歷時(shí)間t,將轉(zhuǎn)動(dòng)定律寫成微分方程形式。即：分離變量故當(dāng)ω=ω0/3時(shí)，制動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間為:t=2I/kω0

并考慮到t=0時(shí),ω

=ω

0,再兩邊積分16/223、如圖所表示，一根質(zhì)量為，長(zhǎng)為均質(zhì)細(xì)棒，可繞經(jīng)過其一端軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)。它原來靜止在平衡位置上?，F(xiàn)有質(zhì)量為彈性小球飛來，恰好與棒下端與棒垂直地碰撞（為彈性碰撞）。撞后，棒從平衡位置擺起最大角度為。求小球碰前初速度。mO解:(1)碰撞過程中,角動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒17/22（2）在擺起過程中，機(jī)械能守恒18/224、在半徑為R1、質(zhì)量為M靜止水平圓盤上，站一靜止質(zhì)量為m人。圓盤可無摩擦地繞過盤中心豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)這人沿著與圓盤同心，半徑為R2（R2<R1）圓周相對(duì)于圓盤走一周時(shí)，問圓盤和人相對(duì)于地面轉(zhuǎn)動(dòng)角度各為多少？解：設(shè)人相對(duì)圓盤角速度為ω，圓盤相對(duì)地面角速度為ωM。則人相對(duì)地面角速度為應(yīng)用角動(dòng)量守恒定律19/22圓盤相對(duì)地面轉(zhuǎn)過角度為人相對(duì)地面轉(zhuǎn)過角度為20/22

O解:(1)直棒和子彈系統(tǒng)在撞擊過程中所受外力(重力和支持