级大学物理规范作业上册解答()PPT课件.ppt

1 10级大学物理规范作业 总 14 单元测试二 刚体 相对论 2 一 填空题 1 个砂轮直径为0 4m 质量为20kg 以每分钟900转的转速转动 撤去动力后一个工件以200N的正压力作用在砂轮边缘上 欲使砂轮在5 0秒内停止 则砂轮和工件的摩擦系数 忽略轴的摩擦 解 已知 3 2 一定轴转动的飞轮 初始角速度为 0 之后飞轮开始减速转动 角加速度为 k 2 k 0为已知量 则当其角速度减至 0 2时所用的时间 t 这段时间的角位移 解 4 3 质量均匀分布的细杆长度为2l 质量为m 可绕过一端点的0的水平轴在竖直平面内自由转动 初始时由水平位置从静止释放 当其转至30 时的角速度 角加速度 端点A的加速度aA 解 设t时刻 棒与水平位置的夹角为 下摆过程机械能守恒 有 5 端点A的切向加速度 端点A的法向加速度 端点A的加速度 6 4 在S系观测到两个事件同时发生在x轴 间距为100m 则在S 系中测得这两事件之间的空间间隔为200m 则S 系相对于S系的速度值为u S 系测得这两事件的时间间隔为 s 解 已知 7 5 一把尺置于相对于地面以速度u沿x轴方向运动的飞船上 飞船上测得尺子长度为 尺子和x轴正向夹角为 而地面上测得尺子长度为 尺子和x轴正向夹角为 则 填 解 根据长度缩短效应 8 6 在参考系S里 一粒子沿直线运动 从坐标原点运动到x 1 50 108m处用了1 0s时间 则粒子运动所经历的原时为 解 S系中粒子的速度 t 1s为测时 根据时间膨胀效应 固有时 9 7 当粒子的动量等于非相对论动量的2倍时 粒子的速率为 当粒子的动能等于非相对论动能的2倍时 粒子的速率为 得 对动能问题 由题知 由此得 由此式解得 解 10 二 计算题 1 本题的图是测试汽车轮胎滑动阻力的装置 轮胎最初为静止且被一轻质支架OA支承着 轮胎可绕O点自由转动 其转动惯量为0 75kg m2 质量为15 0kg 半径为30 0cm 今将轮胎放在以速度12 0m s 1移动的传送带上 并使框架OA保持水平 1 若滑动摩擦系数为0 60 则需多长时间车轮能达到最终的角速度 2 在传送带上车轮的滑动痕迹长度是多少 解 1 车轮受到的摩擦力矩为 得角加速度 11 车轮的最终角速度 又 解得 2 此时车轮转过的角度 此时车轮滑过的距离 12 2 匀质圆盘质量为m半径为R 放在粗糙的水平桌面上 绕通过盘心的竖直轴转动 初始角速度为 o 已知圆盘与桌面间的摩擦系数为 求经过多长时间后圆盘将静止 解 13 或由转动定律 角加速度为 该运动为匀角加速运动 角速度与角加速度间的关系 得 所需时间为 14 3 长L 0 4m的匀质木棒 其质量M 1kg 可绕水平轴0在竖直面内转动 开始时棒自然下垂 现有一质量m 8g的子弹以v0 100m s的速率从A点射入棒中 并留在棒中 求 1 棒开始运动时的角速度 2 棒的最大偏转角 解 角动量守恒 由机械能守恒 解得 15 4 在地面A处发射一炮弹后 过了4 10 6s秒后 在地面B处又发射了一枚炮弹 A B两地相距800m 1 在什么参照系中将测得两事件发生于同一地点 2 试找出一个参照系 在其中将测得两事件是同时发生的 解 设 1 解得 2 解得 u c 所以找不到这样的参照系 16 5 地球上的观测者发现一只以v 0 6c的向东航行的飞船将在5s后与一个以0 8c速率向西飞行星体相撞 按照飞船上的钟 还有多少时间允许他们离开原来的航线避免碰撞 解 以地球为S系 5秒为测时 飞船为S 系 t 为原时 u 0 6c 方法二 以飞船为S 则u 0 6c 星体对地球的速度为v 0 8c 飞船上看星体的速度为v 用洛仑兹速度变换公式 得到 飞船系观测将在t 4s时与飞行星体相撞 17 地球为S系 x1 0 t1 0 x2 1 4c 5 t2 0以飞船为S 系 由洛仑兹变换公式 飞船系观测将在t3 4s时与飞行星体相撞 18 6 静止质量均为m0的两粒子 一个粒子