理论教育 大学物理:刚体转动与流体运动

大学物理:刚体转动与流体运动

时间:2023-11-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:A)动量守恒B)动能守恒C)动量和角动量都守恒D)动量和角动量都不守恒E)角动量守恒4-9一飞轮以角速度ω0绕光滑固定轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为J1;另一静止飞轮突然和上述转动的飞轮啮合,绕同一转轴转动,该飞轮对轴的转动惯量为前者的两倍,啮合后整个系统的角速度ω=____________________。

大学物理:刚体转动与流体运动

4-1 两个力作用在一个有固定转轴的刚体上,下述说法正确的是( )。

A)这两个力都平行于转轴时,其对转轴的合力矩一定是零

B)这两个力都垂直于转轴时,其对转轴的合力矩一定是零

C)当这两个力对转轴的合力矩为零时,其合力一定是零

D)当这两个力的合力为零时,其对转轴的合力矩一定是零

4-2 如下图所示,一跨过滑轮的轻绳悬有质量不等的两个物体A、B,滑轮半径为20 cm,转动惯量为50 kg·m2的滑轮与轴间的摩擦力矩为98.1 N·m,轻绳与滑轮间无相对滑动,若滑动的角加速度为2.36 rad/s 2,则滑轮两边轻绳中张力之差为____________________。

4-3 半径10 cm的主动轮,通过皮带拖动半径50 cm的从动轮,皮带与轮间无相对滑动。主动轮从静止开始做匀角加速转动。4 s内从动轮的角速度达到8πrad·s-1,则主动轮在这段时间内转过________________圈。

4-4 飞轮质量为60 kg,半径为0.25 m,当转速为1 000 r/min时,要在5 s内令其制动,求制动力F,设闸瓦与飞轮间动摩擦因数μ=0.4,飞轮的转动惯量可按匀质圆盘计算,闸杆尺寸如下图所示。

4-5 一长为l、重W的均匀梯子靠墙放置,如下图所示。梯子下端连一劲度系数为k的弹簧。当梯子靠墙竖直放置时,弹簧处于自然长度,墙和地面都是光滑的,当梯子依墙而立与地面成θ角且处于平衡状态时,(1)地面对梯子作用力的大小为________________;(2)墙对梯子作用力的大小为____________________;(3)W、k、l、θ应满足的关系式为____________________。

4-6 质量分别为m和2m、半径分别为r和2r的两个匀质圆盘,同轴地粘在一起形成组合圆盘,可绕通过盘心且垂直于盘面的水平光滑轴转动,在大小盘边缘都绕有绳子,绳子下端都挂一质量为m的重物,如下图所示。求:(1)组合圆盘的转动惯量;(2)组合圆盘的角加速度。

4-7 质量分别为m和2m的两个质点,用一长为l的匀质细杆相连,系统绕过杆上点O点且与杆垂直的转轴转动,杆的质量为M,如下图所示,当质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直时,该系统对转轴的角动量(动量矩)为_____________________________________。

4-8 如下图所示,在水平光滑的桌面上,有一绳的一端系一个小物块,另一端穿过桌面的小孔,物块以角速度ω在距小孔为R的圆周上转动,当绳从小孔缓慢往下拉时,则物体( )。(www.daowen.com)

A)动量守恒

B)动能守恒

C)动量和角动量都守恒

D)动量和角动量都不守恒

E)角动量守恒

4-9 一飞轮以角速度ω0绕光滑固定轴旋转,飞轮对轴的转动惯量为J1; 另一静止飞轮突然和上述转动的飞轮啮合,绕同一转轴转动,该飞轮对轴的转动惯量为前者的两倍,啮合后整个系统的角速度ω=____________________。

4-10 一人站在匀质圆板形的水平转台边缘,转台轴承处的摩擦可忽略不计,人的质量为M,转台的质量为10M、半径为R。最初整个系统是静止的,当人把一质量为m的石子水平地沿转台边缘的切线方向投出时,石子的速率为v(相对地面),求投出石子后转台的角速度和人的线速度。

4-11 如右图所示,一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动,此时射来两个质量相同,速度大小相同、方向相反并在一条直线上的子弹,子弹射入圆盘并且留在圆盘内,则子弹射入后的瞬间,圆盘的角速度ω将( )。

A)增大 B)不变

C)减小 D)不能确定

4-12 如下图所示,一根长为l、质量为M的匀质细杆,可绕其一端的光滑轴在竖直面内转动。有一质量为m的子弹,以水平速度v0垂直射入杆的下端并嵌在其中。求:(1)子弹与细杆碰撞后的共同角速度ω;(2)子弹嵌入细杆后细杆的最大摆角。

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