大学物理作业讲评ppt课件

大学物理作业讲评 西北工业大学理学院邸江磊2007年4月28日 刚体力学基础 大学物理习题 1 AEG2 C3 C4 CD5 C6 D7 C8 C 选择题答案 大学物理习题 1 b 0 8rad s 2 w 0 8rad s 1 a 0 51m s 2 填空题答案 2 3 总质量 质量的分布 轴的位置 4 w 25 81rad s 1 5 6 7 大学物理习题 填空题答案 x 0 59m 8 合外力矩为零 大学物理习题 问答题答案 1 力矩的量纲与功或能量的量纲相同 试问 力矩是否等同于功或能量 答 力矩 功和能量的量纲均为L2MT 2 物理量的量纲相同并不意味着物理量完全相同 力矩是矢量 功和能量是标量 力矩可以驱使物体转动而作工 从而改变物体所具有的能量 大学物理习题 问答题答案 2 刚体的平衡条件与质点的平衡条件有什么不同 答 质点的平衡条件为 刚体的平衡条件为 和 大学物理习题 1 有些矢量是相对于一定点 或轴 而确定的 有些矢量是与定点 或轴 的选择无关的 下列给出的各量中 相对于定点 或轴 而确定的物理量是 A 矢径B 位移C 速度D 动量E 角动量F 力G 力矩 答案 AEG 选择题 大学物理习题 A 矢径 由任选的参考点引向质点所在处的矢量 B 位移 位置矢量的增量 C 速度 描述质点运动快慢及运动方向的物理量 瞬时速度等于为是对时间的一阶导数 D 动量 质点的质量与速度的乘积 描述质点的机械运动状态 选择题 大学物理习题 E 角动量 质点对点的角动量为 F 力 刚体的角动量为 描述刚体绕定轴的转动状态 质点的角动量相对于选定的参考点定义 选择题 大学物理习题 G 力矩 力的作用点相对于参考点的位矢与力的矢积 因此 矢径 角动量 力矩这几个矢量与参考点和轴的选取有关 答案选择A E G 选择题 1 有些矢量是相对于一定点 或轴 而确定的 有些矢量是与定点 或轴 的选择无关的 下列给出的各量中 相对于定点 或轴 而确定的物理量是 A 矢径B 位移C 速度D 动量E 角动量F 力G 力矩 答案 AEG 大学物理习题 选择题 大学物理习题 4 一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上 让转椅转动起来 若此后无外力矩作用 则当此人收回双臂时 人和转椅这一系统 A 转速加大 转动动能不变 B 角动量加大 C 转速和转动动能都加大 D 角动量保持不变 答案 CD 选择题 大学物理习题 无外力矩作用 转动系统的角动量守恒 人收回双臂 其转动惯量减小 即 答案D正确 选择题 大学物理习题 转动动能 答案C正确 选择题 大学物理习题 4 一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上 让转椅转动起来 若此后无外力矩作用 则当此人收回双臂时 人和转椅这一系统 A 转速加大 转动动能不变 B 角动量加大 C 转速和转动动能都加大 D 角动量保持不变 答案 CD 选择题 5 有a b两个半径相同 质量相同的细圆环 其中a环的质量均匀分布 而b环的质量分布不均匀 若两环对过环心且与环面垂直轴的转动惯量分别为Ia和Ib 则 大学物理习题 A B C D 无法确定二者大小 答案 C 选择题 大学物理习题 对于转动惯量 细圆环上的各质元dm到过环心且与环面垂直轴轴的距离为圆环半径 即r R 因此 所以 对于半径相同 质量相同的细圆环 无论质量分布如何 都有 选择题 大学物理习题 5 有a b两个半径相同 质量相同的细圆环 其中a环的质量均匀分布 而b环的质量分布不均匀 若两环对过环心且与环面垂直轴的转动惯量分别为Ia和Ib 则 A B C D 无法确定二者大小 答案 C 选择题 大学物理习题 6 下列说法中正确的是 A 系统的动量守恒 它的角动量也一定守恒 B 系统的角动量守恒 它的动量也必定守恒 C 系统的角动量守恒 它的机械能也一定守恒 D 以上表述均不正确 答案 D 选择题 大学物理习题 动量守恒 对于给定系统 合外力为零 角动量守恒 合外力矩为零 选择题 大学物理习题 6 下列说法中正确的是 A 系统的动量守恒 它的角动量也一定守恒 B 系统的角动量守恒 它的动量也必定守恒 C 系统的角动量守恒 它的机械能也一定守恒 D 以上表述均不正确 答案 D 选择题 大学物理习题 填空题 1 如图3 4所示 一缆索绕过一个半径为r 0 5m的定滑轮拉动升降机运动 假定升降机从静止开始以加速度a 0 4m s2匀加速上升 则滑轮的角加速度b 开始上升后 第一秒末滑轮边缘上一点的加速度的大小a 第一秒末滑轮的角速度w 大学物理习题 填空题 升降机上升的加速度a等于滑轮边缘处的切向加速度at 滑轮的角加速度 rad s 2 滑轮的角速度 rad s 2 大学物理习题 填空题 滑轮边缘处的法向加速度 滑轮边缘处的加速度 加速度a 0 51m s 2 大学物理习题 填空题 4 一冲床的飞轮 转动惯量为I 25kg m2 并以角速度w0 10prad s转动 在带动冲头对板材作成型冲压过程中 所需的能量全部由飞轮来提供 已知冲压一次 需作功4000J 则在冲压过程之末飞轮的角速度w 对飞轮应用动能定理 大学物理习题 填空题 角速度w 25 81rad s 1 大学物理习题 填空题 5 如图3 6所示 一根长l 质量为m的匀质细棒可绕通过O点的光滑轴在竖直平面内转动 则棒的转动惯量I 当棒由水平位置转到图示的位置时 则其角加速度 大学物理习题 填空题 细棒可以看成两段棒连接起来的 转动惯量 根据转动定律 角加速度 力矩 大学物理习题 填空题 6 如图3 7所示 质量为m 长为l的均匀细杆 可绕通过其一端O的水平轴转动 杆的另一端与一质量也是m的小球固连 当该系统从水平位置由静止转过角度 时 则系统的角速度为 动能为Ek 此过程中力矩所作的功为A 大学物理习题 填空题 系统的转动惯量为 系统的合外力矩为 力矩所做的功为 大学物理习题 填空题 根据定轴转动动能定理 系统的动能 力矩作的功为 大学物理习题 计算与证明题 1 如图3 9所示 一个劲度系数为k的轻弹黄与一轻柔绳相连结 该绳跨过一半径为R 转动惯量为I的定滑轮 绳的另一端悬挂一质量为m的物体 开始时 弹簧无伸长 物体由静止释放 滑轮与轴之间的摩擦可以忽略不计 当物体下落时 试求物体的速度v 用牛顿定律和转动定律求解 用守恒定律求解 若已知k R m h 求v 大学物理习题 计算与证明题 用牛顿定律和转动定律 又 大学物理习题 计算与证明题 用守恒定律 系统的机械能守恒 取m初始位置为势能零点 又 2 24m s 1 2 一皮带传动装置如图3 10所示 A B两轮上套有传动皮带 外力矩M作用在A轮上 驱使其转动 并通过传动皮带带动B轮转动 A B两轮皆可视为质量均匀分布的圆盘 其质量分别为m1和m2 半径分别为R1和R2 设皮带在轮上不打滑 并略去转轴与轮之间的摩 大学物理习题 计算与证明题 擦 试求A B两轮的角加速度 1和 2 大学物理习题 计算与证明题 大学物理习题 计算与证明题 同时 皮带不打滑 两个轮边缘的切向速度相同 切向加速度相同 大学物理习题 计算与证明题 3 质量为M 长为l的直杆 可绕水平轴O无摩擦地转动 设一质量为m的子弹沿水平方向 飞来 恰好射入杆的下端 若直杆 连同射入的子弹 的最大摆角为q 60 试证子弹的速度为 大学物理习题 计算与证明题 碰撞过程中 系统角动量守恒 上摆过程中 系统机械能守恒 以直杆下端为势能零点 大学物理习题 附加题 1 如图3 12所示 一根细棒长为L 总质量为m 其质量分布与离O点的距离成正比 现将细棒放在粗糙的水平桌面上 棒可绕过其端点O的竖直轴转动 已知棒与桌面间的摩擦系数为m 棒的初始角速度为w0 求 细棒对给定轴的转动惯量 细棒绕轴转动时所受到的摩擦力矩 细棒从角速