刚体作业答案
8页1、精选优质文档-倾情为你奉上第五章 刚体力学参考答案(2014)一、 选择题 C 1、【基础训练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(m1m2),如图5-7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 图5-7(A) 处处相等 (B) 左边大于右边 (C) 右边大于左边 (D) 哪边大无法判断 【提示】: 需要注意:该问题与角速度方向无关。由于m1m2,实际上滑轮在作减速转动,角加速度方向垂直纸面向内,设滑轮半径为R,受右端绳子向下拉力为T2,左端绳子向下拉力为T1,对滑轮由转动定律得:(T2-T1)R=Jb D 2、【基础训练3】如图5-8所示,一质量为m的匀质细杆AB,A端靠在粗糙的竖直墙壁上,B端置于粗糙水平地面上而静止杆身与竖直方向成q角,则A端对墙壁的压力大(A) 为 mgcosq (B)为mgtgq (C) 为 mgsinq (D) 不能唯一确定 图5-8【提示】:因为细杆处于平衡状态,它所受的合外力为零,以B为参考点,外力矩也是平衡的,则有: 三个独立方程有四个未知数,不能唯一确定。 图5-11 C
2、3、基础训练(7)一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动,如图5-11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盘内,则子弹射入后的瞬间,圆盘的角速度w (A) 增大 (B) 不变 (C) 减小 (D) 不能确定 【提示】:把三者看作同一系统时,系统所受合外力矩为零,系统角动量守恒。设为每一子弹相对与O点的角动量大小,0为子弹射入前圆盘的角速度,为子弹射入后的瞬间与圆盘共同的角速度,J为圆盘的转动惯量,J子弹为子弹转动惯量,据角动量守恒定律有: C 4、【自测提高4】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mL2,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,以相同速率v相向运动,如图5-19所示当两小球同时与杆的两个端点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应为 (A) (B) (C) (D) (E) 图5-19【提示】:视两小球与细杆为一系统,碰撞过程中系统所受合外力矩为零,满足角动量守恒条件,所以可
3、得答案(C) A 5、【自测提高7】质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘上平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动,转动惯量为J平台和小孩开始时均静止当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时,则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为 (A) ,顺时针 (B) ,逆时针 (C) ,顺时针 (D) ,逆时针【提示】:视小孩与平台为一个系统,该系统所受的外力矩为零,系统角动量守恒: 可得 。二、填空题1、【基础训练8】绕定轴转动的飞轮均匀地减速,t0时角速度为,t20s时角速度为,则飞轮的角加速度 -0.05 rad/s2 ,t0到 t100 s时间内飞轮所转过的角度 250rad 【提示】:飞轮作匀变速转动,据,可得出:据可得结果。2、【基础训练10】如图5-13所示,P、Q、R和S是附于刚性轻质细杆上的质量分别为4m、3m、2m和m的四个质点,PQQRRSl,则系统对轴的转动惯量为 50ml2 。【提示】:据 有: 图5-133、【基础训练12】 如图5-14所示,滑块A、重物B和滑轮C的质量分别为mA、mB和mC,滑轮的半径为R,滑轮对轴的转动惯量JmC
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