大学物理第三章刚体力学基础习题答案

课后题答案 3 2 1 3 4 2 联立求解得 方向竖直向下 3 9 1 2 方向竖直向下 3 15 由角动量守恒得 因弹性碰撞 系统机械能守恒 又 联立可得 3 18 3 19 设子弹射入后圆盘的角速度为 由角动量守恒得 质量 角动量 动量定理 角动量定理 动量守恒 质点运动与刚体定轴转动对照表 质点运动 刚体定轴转动 转动惯量 力 力矩 第二定律 转动定律 动量 角动量守恒 力的功 力矩的功 动能 转动动能 动能定理 转动动能定理 3 1一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上 绳下端挂一物体 物体所受重力为P 滑轮的角加速度为 若将物体去掉而以与P相等的力直接向下拉绳子 则滑轮的角加速度 将 A 不变 B 变小 C 变大 D 无法确定 习题课 三 3 2一轻绳跨过一具有水平光滑轴 质量为M的定滑轮 绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体 m1 m2 如图所示 绳与轮之间无相对滑动 若某时刻滑轮沿逆时针方向转动 则绳中的张力 A 处处相等 B 左边大于右边 C 右边大于左边 D 无法判断 3 3光滑的水平桌面上 有一长为2L 质量为m的匀质细杆 可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴o自由转动 其转动惯量为1 3mL2 起初杆静止 桌面上有两个质量均为m的小球 各自在垂直于杆的方向上 正对着杆的一端以相同的速率v相向运动 如图所示 当两小球同时与杆的两端发生完全非弹性碰撞后 就与杆粘在一起转动 则这一系统碰撞后的转动角速度为 A C D B m m E 3 4半径为r 1 5m的飞轮 初角速度 10rad s 角加速度 5rad s2 则在t 时角位移为零 而此时边缘上点的线速度v 3 5一飞轮的转动惯量为J 在t 0时角速度为 0 此后飞轮经历制动过程 阻力矩M的大小与角速度 的平方成正比 比例系数k 0 当 1 3 0时 飞轮的角加速度 从开始制动到 1 3 0所经过的时间t 3 6一长为L的轻质细杆 两端分别固定有质量为m和2m的小球 此系统在铅直平面内可绕过中心点O且与杆垂直的水平固定轴转动 开始时杆与水平成60 角 处于静止状态 无初转速地释放后 杆球系统绕O轴转动 杆与两小球为一刚体 绕O轴的转动惯量J 释放后 当杆转到水平位置时 刚体受到的合外力矩M 角加速度 3 7一质量为M 15kg 半径R 0 30m的圆柱体 可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动 转动惯量 现用一根不能伸长的轻绳绕于柱面 而绳的下端悬一质量m 8 0kg的物体 不计圆柱体与轴之间的摩擦 求 1 物体自静止下落 5s内下降的距离 2 绳中的张力 解 3 8长为l 质量为M的匀质杆可绕通过杆一端O的水平光滑固定轴转动 转动惯量为 开始时杆竖直下垂 有一质量为m的子弹以水平速度v射入杆上A点 并嵌在杆中 OA 则子弹射入后瞬间杆的角速度 为多大 子弹和杆相对于过O点的轴角动量守恒 解 3 9电风扇在开启电源后 经过t1时间到达了额定转速 此时相应的角速度为 0 当关闭电源后 经过t2时间风扇停转 已知风扇转子的转动惯量为J 并假定摩擦力矩和电机的电磁力矩均为常量 试根据已知量推算电机的电