大学物理第三章刚体力学基础习题答案

1、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

2、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

3、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

4、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