大学物理习题答案解答第五章刚体的定轴转动.doc

1、第五章刚体的定轴转动二、填空题1、飞轮的角加速度为轮边缘切向加速度为因为开始制动后转过时的角速度为线速度为2、t时刻的角速度为角加速度为3、如图5-1所示，突然释放A端，则杆将绕B端转动，设杆绕B端的转动惯量为，则又杆的角加速度为所以杆质心的加速度为图5-1考察杆对C点的转动，角加速度仍为。记杆绕C点的转动惯量为，则有又所以B端所受的作用力为4、由刚体的动能定理，做的功为再由刚体的角动量定理，的冲量矩为5、在不计阻力的情形下，由角动量守恒，有其中则角速度为6、记人走动前后转台的角速度分别为和，人对转轴的转动惯量分别为和平台绕轴的转动惯量为。由角动量守恒，有其中和所求转台的角速度三、选择题1、如

2、图5-2所示，有其中可解出角加速度又杆从水平位置运动至图示位置，由杆和地球组成的系统机械能守恒，有图5-2而可解出角速度当杆下落时，选C。2、，其中是圆环绕轴的转动惯量。选A。3、因为绳作用于小球的拉力是有心力，所以选D。4、本题可视为第1题的逆过程，选B。5、选B。6、选D。四、计算题1、解：皮带轮转动的角加速度为（1）在这内电机皮带轮转过的转数为（2）接通电源后时皮带轮的角速度为（3）接通电源后时皮带轮的角速度为此时，皮带轮边缘上一点的线速度为切向加速度为法向加速度为2、解：分别对滑轮和物体进行受力分析，如图5-3（a）（b）所示，则对滑轮，有其中滑轮绕轴的转动惯量为而对物体，有注意到和，

3、以上三式可解出滑轮的角加速度为图5-3（a）图5-3（b）图5-3（c）若不系重物，改用大小为的力拉绳的一端，则滑轮的受力分析如图5-3（c）所示，有注意到，所以滑轮的角加速度为3、解：对细圆环，有转动动能为对薄圆盘，由课本例题5-3，知转动动能为4、解：对飞轮进行受力分析如图5-4所示，飞轮受到四个力的作用，即重力，轴承的支持力，闸瓦对它的正压力和摩擦力。（1）闸瓦对飞轮的摩擦力矩为（2）对飞轮应用角动量定理，即则图5-4又从开始制动到停止，飞轮转过的转数为所花的时间为（3）从开始制动到停止，对飞轮应用动能定理，有5、解：分别对定滑轮和物体进行受力分析并如图5-5（a），（b）所示，对物体，

4、有而对定滑轮，有其中定滑轮绕轴的转动惯量注意到和，由以上三式可以得到物体与滑轮之间的绳子的张力为和物体下落的加速度为图5-5（a）图5-5（b）6、解：对物体，和定滑轮分别进行受力分析，如图5-6（a），（b），（c）所示，对物体有对物体，有对定滑轮，有图5-6（a）图5-6（b）其中定滑轮绕轴的转动惯量注意到，和。（1）由以上三式可以得到下落的加速度的大小为（2）两段绳子中的张力大小分别为图5-6（c）和。7、解：（1）两个转动惯量分别为和的圆盘合在一起（此时的转动惯量，设角速度为）的过程角动量守恒，则所求两盘合在一起的角速度为（2）未合成时，总动能为合成后的总动能为所求上盘落下后两盘总动能的改变量为（3）当两盘角速度不同时，因剧烈摩擦使一部分动能转化为内能。8、如图5-7所示，设棒受子弹撞击后的角速度为，子弹嵌入棒后，它们对转轴的转动惯量为在碰撞过程中，棒和子弹组成的系统对转轴角动量守恒，即可解出图5-7