第5章刚体力学

1、第5章刚体力学一、选择题洪61 ffl)1.如图所示，一悬绳长为仁 质長为加的单摆和一长度为/、质長为加能绕水平轴自由转 动的匀质细棒(细棒绕此轴转动惯旻是现将摆球和细棒同时从与竖直方向成&角 的位賣由静止释放，当它们运动到竖直位亶时，摆球和细棒的角速度之间的关系为( )性难易度：2分；所属知识点：刚体的定轴转动 答案C2.轻质绳于的一端系一质長为加的物体，另一端穿过水平桌面上的小孔A ,用手拉着， 物体以角速度e绕A转动，如图所示。若绳于与桌面之间，物体与桌面之间的摩擦均可忽 晒，则当手用力尸向下拉绳于时，下列说法中正确的是()A、物体的动長守恒B、物体的角动長守恒C、力尸对物体作功为零D、

2、物体与地球组成的系统机械能守恒M性难易度：2分；所属知识点：动量守恒、机械能守恒、角动量守恒潜案B3如图，细绳的一端系一小球8,绳的另一端通过桌面中心的小孔O用手拉住，小球在水平桌面上作匀速卒圆周运动。若不计一切摩掠,则在用力尸将绳于向下拉动的过程中（ ）A.小球的角动長守恒，动能变大C、小球的角动長守1亘，动能变小B. 小球的角动昼守恒，动能不变D、小球的角动長不守恒，动能变大性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒、动能 潜案A4. 光滑的水平桌面上，有一长为2厶、质長为加的匀质细杆，可绕通过其中点。，且与杆 垂直的竖直轴自由捷动，其转动惯長为+ 忆开始时，细杆静止，有一个质星为加的小 球沿

3、集面正对着杆的一端4,在垂直于杆长的方向上以速度-运动，并与杆的A端碰撞后 与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速度为（）A.丄3vB、 2v C、 4vD、 2L4L3L5Lr1Ao性难易度：2分；所属知识点：角动守恒 答案C5. 如图所示，一静止的均匀细棒，长为质長为M ,可绕通过棒的中点0、且垂宜于棒1 ,长的水平轴在竖直面内自由转动，转动惯長为一质長为川、速度为a的于弹在竖 12宜方向射入棒的右端，击穿棒后于弹的速度为丄，则此棒的角速度为（）2mv3mvmv3mvA. B、-C、D、MlM2MI2M/o y1 1M0 備性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒潜案B6. 如图，在一

4、根穿过竖宜管内的轻绳一端系一小球，开始时物体在水平面内沿半径为八的凰周上运动，然后向下拉绳于，使小球的运动轨道半径缩小到/*2，则此时小球具有的动能 与小球原有的动能之比为（）M性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒潜案D7人造地球卫星绕地球作椭圆轨道的运动，卫星的轨道远地点和近地点分别为.4和民用厶 和分别表示卫星对地心的角动長&其动能的瞬时值，则应有（）A、L八 LbE ErbB、= Lr , E& EKBLa Lr、E心 2/3B、1/2C、ID、不能确定性难易度：2分；所属知识点：转动惯量尺计算潜案B10. 质長分别为和2/n的两质点用一长为/的轻质细杆相连，系统绕过质心且与杆垂直的轴

5、转动，其中质長为皿的质点的线速率为眄则该系统对质心的角动長为（）A invlB、 2mvl/33nivl D、上述答案都不对W性难易度：2分；所属知识点：刚体的角动量潜案A11. 半径分别为R和r （Rr）的两个均质圆柱体从同一固定斜面顶端由静止出发无滑动地滚下，它们的质心越过同样距商所需要的时间（）A、大圆柱体的长B、小圆柱体的长C、一样长D、霁由摩擦系数决定性难易度：2分；所属知识点：质心运动定律潜案C12. 匀质杆质長为”，长为人绕通过一端并与杆成&角的轴的转动惯呈为（）A、” 2/3B、ml2 /2C、ml1 sin2 0/3D、z?/2 sin2 0/2B性难易度：2分；所属知识点：

6、转动惯量尺计算潜案C13. 两小球质長分别为皿和3”，用一轻的刚性细杆相连。对于通过细杆并与之垂直的轴来 说，轴应在图中什么住直处物体系对该轴转动惯長黒小（）A、x = 10cm处B、 x = 20cm处C、x = 225c m 处D、x = 25c m 处m3mo_oI030（cm）M性难易度：2分；所属知识点：转动惯量及计算答案CU.半径均为的均匀圆柱体和均匀圆柱筒（质長集中在柱面上）从同一固定斜面顶端由 静止开始沿斜面无滑动的滚下，不计空气阻力，它们到达斜面底部所需要的时间（）A、圆柱体的长B、圆柱筒的长C、一样长D、要由摩擦系数决定性难易度：3分；所属知识点：刚体的平面运动潜案B15.

7、 如图所示，一轻绳跨过两个质長均为加，半径均为人的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端 分别系着质長分别为加和2/的重物，不计一切摩掠。将系统由静止释放，绳与两滑轮间 无相对滑动，则两滑轮之间绳内的张力为（）Ax nig B、3mg/22mg D、ll?g/8性难易度：3分；所属知识点：刚体的定轴转动、转动定律答案B16. 如图所示，一均匀细杆可绕通过其一端的水平轴在竖直平面内自由转动，杆长|m0今 使杆与竖宜方向成60。角由静止释放（g取10m/52）,则杆的最大角速度为（）A、 3rad/sB.兀 rad/sJ2/3 m/s備性难易度：2分；所属知识点：刚体的定轴转动.转动定律 答案A17. 匀质球

8、自高为方的斜面顶端由静止出发无滑动地滚下，当它到达斜面底部时，其球心的运动速度大小为（）A、2ghB、J1O07C、5ghD、2gh/5M性难易度：2分；所属知识点：质心运动定律答案B18. 关于力矩有以下几种说法：（1）对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动昼（2）作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零（3）质長相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一三 相等在上述说法中，（）A、只有（2 ）是正确的B、（ 1 ）、（2）是正确的C、（2）、（3）是正确的D、（1）、（2）、（3）都是正确的性难易度：2分；所属知识点：力矩、角动量潜案B19. 假设卫星环绕地球

9、中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（）A、角动星守恒，动能也守恒B、角动長守恒，动能不守恒C、角动長不守恒，动能守恒D、角动長不守恒，动長也不守恒E、角动長守恒，动長也守恒靄性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒、动量守恒潜案A20. 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：（1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的台力矩一定是零；（2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的台力矩可能是零；（3）当这两个力的台力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；（4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的台力也一定是零.在上述说法中，（）A、只有（1 ）是正确的B、（ 1 ）、（2）正确，（3 ）、

10、（4）错误C、（1）、（2）、（3）都正确，（4）错误 D、（1）、（2）、（3）、（4）都正确曲性难易度：2分；所属知识点：力矩答案B21. 己知地球的质長为加，太阳的质長为M,地心与日心的距离为引力常数为G, 则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动長为（精品A、niy/GMRD、JK性难易度：2分；所属知识点：角动量潜案22. 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，人和转椅这一系统的()捷速加大，转动动能不变(2)角动長加大转速和转动动能都加大(4) 角动星保持不变A、(1)(4)B、(2)C、(4)D、JS性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒

11、答案C23. 如图所示，一质長为加的物体，位于质長可以忽略的直立弹黄正上方高度为力处，该 物体从静止开始落向弾黄。若弹鏡的劲度系数为不考虑空气阻力，则物体可能获得的最 大动能是( )。Ax mgh29f m - g -B、mgh2k i,厂Cx mgh + -2kf nr q D、 nigh + EO AhB性难易度：2分；所属知识点：机械能守恒答案C24. 一水平转台可绕固定的铅直中心轴转动，转台上站着一个人，初始时转台和人都处于静 止状态。当此人在转台上随意走动时，该系统的动長、角动長和机械能是否守恒正确的说法 是（）A. 动星守恒B、对铅宜中心轴的角动長守恒C、机械能守恒D、动長、机械能

12、和对铅直中心轴的角动長都守恒。M性难易度：2分；所属知识点：动量守恒、角动量守恒答案B長是否守恒正确的说法是（动能不变关于O点的角动星守恒25. 如图所示的圆锥摆，摆球川在水平面上作匀速圆周运动。摆球加的动能、动長和角动动長守恒（4）关于OO轴的角动長守恒C、 （2）D、M性难易度：2分；所属知识点：动量守恒.角动量守恒潜案D26. 轻绳的一端系着质点加，另一端穿过光滑桌面上的小孔O用力F拉着，如图所示。质 点原来以等速率叮乍半径为厂的平面圆周运动，当力尸拉动绳于向下移动2时，该质点的 转动角速度为（）A、v/rB、 V2v/rC、 2v/rD、 4v/rM性难易度：2分；所属知识点：角动量守

13、恒答案门27. 质長为加、半径为R的均匀圆柱体，在倾角为&的斜面上无滑动地滚下$距离，若滑 动摩擦系数为“，那么摩擦力做功为（）Ax 0 B、- jL/smg sin 0 C、一 Rismg cos&D、- sing sin備性难易度：2分；所属知识点：功、滑动摩擦力和滚动摩擦力 答案A28. 均匀细杆OM能绕0轴在竖直平面内自由转动，如图所示。今使细杆OM从水平位直 开始摆下，在细杆摆动到竖宜位晝的过程中，其角速度、角加速度的变化是（）A、角速度增大，角加速度减小B、角速度增大，角加速度増大C、角速度减小，角加速度减小D、角速度减小，角加速度增大0|IIIIIIII|IIIIIIIIIIII

14、tj-M性难易度：2分；所属知识点：转动动能定理答案A29. 在SI制中，一些物理呈的長纲如下，角动長的長纲为（）A. MLT-1 B、MLT-2C、ML2T_,D、ML2T-2E、ML2T-3備性难易度：1分；所属知识点：角动量 潜案C30. 可供选择的長纲如下：那么，动星矩的長纲为（）A. MLT?匕 ML2T!C. ML2T 6 MLT1E、MLT備性难易度：1分；所属知识点：动量矩 答案B31如图，一光滑细杆可绕其上端作任意角度的锥面运动，有一小珠套在杆的上端近轴处。 开始时杆沿顶角为2。的锥面做角速度为。的锥面运动，小珠也同时沿杆下滑。在小珠的下 滑过程中，由小珠，杆和地球组成的系统

15、（）A、机械能，角动長都守恒B、机械能守恒，角动長不守恒C.机械能不守恒，角动昼守恒D、机械能，角动長都不守恒謂性难易度：2分；所属知识点：机械能守恒、角动量守恒 答案A32. 卡车车笹重一吨，四只车轮（连轴）各重100kg,半径均为40cm,转动惯長均为8kg-m2 ,当该卡车以lOm/s的速率正常行驶时其动能为（）A、7x104J B、7.75xlO4JC、8xlO4J D、3.56xlO3JW性难易度：2分；所属知识点：刚体转动动能定理答案C33. 某刚体绕定轴作匀变速转动时，对于刚体上距转轴为r处的任一质元加来说，它的法向加速度和切相加速度分别用心和心来表示，则下列表述中正确的是（）A

16、、心,心的大小均随时间变化B、”和的大小均保持不变C、的大小变化，的大小恒定不变D、的大小保持恒定，心的大小变化惰性难易度：1分；所属知识点：刚体的定轴转动潜案C34. 我国第一颗人造卫星绕地球作椭圆运动，地球中心为椭凰的一个焦点。在运行过程中，下列叙述中正确的是（）A、动呈守恒B、动能守恒C、角动長守恒D、.以上均不守恒性难易度：1分；所属知识点：角动量守恒潜案C35. 力学系统由两个质点组成，它们之间只有引力作用。若两质点所受外力的矢長和为零,由此系统（）。A、动旻、机械能以及对一轴的角动星守恒B、动長、机械能守恒，但角动旻是否守恒不能断定C、动長守恒，但机械能和角动長是否守恒不能断定D、

17、动長和角动長守恒，但机械能是否守恒不能断定性难易度：2分；所属知识点：动長守恒、机械能守恒和和角动長守恒潜案C36.有些矢是是相对于一定点（或轴）而确定的，有些矢長是与定点（或轴）的选择无关的。下列给出的各呈中，相对于定点（或轴）冋确定的物瑾長是（)位矢（2）位移速度（4）动星（5）角动星力（7）力矩人、B、(4)(6)C、（5）D、 備性难易度:1分；所属知识点：位矢、角动最、力矩等概念答案门37. 有a两个半径相同，质長相同的细圆环，其中a环的质長均匀分布，而b环的质長分 布不均匀，若两环对过环心且与环面垂直轴的转动惯長分别为匚和人，则（）A、IaIb B. Ia 1mst , %/2m

18、-s2D、 2m -s1, V2m s2厲性难易度：1分；所属知识点：速度、加速度的角量与线量关系答案C61. 一长为/、质長为川的均匀细杆置于光滑水平面上。质長也为加的一质点以速率卩沿 桌面垂直地击中静止的细杆的一端，并和杆一起运动（见图）。系统质心速度大小为（）A. 0B、 v/2C、 v/3D、 vO.M性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒潜案B二、填空题洪20题）1.如图所示，一根长/,质長为加的匀质细棒可绕通过点（）的水平光滑轴在竖直平面內转 动，则棒的捷动惯長/= ;当棒由水平位宣拽到图示的位直时，则其角加速度0 =_性难易度：2分；所属知识点：转动惯量仪其计算、刚体的定轴转动2

19、. 块方板，可以绕通过其一个水平边的光滑固定轴自由转动.最初板自由下垂.今有一小团粘土，垂直板面撞击方板，并粘在板上.对粘土和方板系统，如臬忽略空气阻力，在碰撞中守恒的長是o厲性难易度：1分；所属知识点：角动量守恒答案绕木板转轴的角动長3 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆的一个焦点上，则卫星的守恒。性难易度：1分；所属知识点：角动量守恒答案角动長4. 两个均质圆盘A和B的密度分别为厶和,若p. Qp,但两11盘的质長与厚度相同,如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯長各为儿和儿，则JA与丿b的大小关系是.性难易度：2分；所属知识点：转动惯量尺其计算潜案几 JA5. 已知地球的质長为加

20、，太阳的质星为M,地心与日心的距离为R,引力常数为G,则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动長为o性难易度：2分；所属知识点：刚体的角动量答案mGMR6. 一水平圆盘可绕通过其中心的固定铅宜轴转动，盘上站着一个人，把人和圆盘取作系统,当此人在盘上随意走动时，若忽略轴的摩擦，则此系统守恒。性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒 潜案对转轴的角动旻7. 匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴O旋转，初始状态为静止悬挂.现 有一个小球自左方水平打击细杆.设小球与细杆之间为非弹性碰撞，如图示。则在碰撞过程 中对细杆与小球这一系统守恒。性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒 答案对捷轴。的角动長8. 如

21、图所示，一静止的均匀细棒，长为厶、质長为M ,可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴o在水平面内转动，捷动惯星为MZ?/3一质長为加、速率为y的于弹在水平面内沿与棒垂直的方向射入并穿入棒的自由端，设穿过棒后于弹的速率为7 2、则此时棒的角速度应为0俯视图性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒答案3m v2ML9花样滑冰运动员绕过自身的竖宜轴转动，开始时两臂伸开，转动惯長为丿,角速度为5然后她将两青收回，使捷动惯長减少为J訂3 .这时她转动的角速度变为M性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒答案3%10.如图所示，A、3为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A滑轮挂一质星为M的物体，B滑轮受拉力尸，而

22、且F = Mg 设A、B两滑轮的角加速度分别为队、和仏,不计滑轮轴的摩擦，则久与伤的大小关系是O/性难易度：2分；所属知识点：刚体的定轴转动定律潜案X 0常数），求圆盘的角速度从）变为时所霁要的时间t =0M性难易度：2分；所属知识点：刚体的定轴转动、角动量定理答案7 In 2k16. 质長为加的质点以速度0沿一直线运动，则它相对于对直线外垂直距商为的一点的角动長大小是。性难易度：1分；所属知识点：质点的角动量答案mvd17. 系统作定轴转动时，角动長守恒的条件是。備性难易度：1分；所属知识点：角动量守恒潜案1合外力矩为零18. 决定刚体转动惯呈的因素是、。備性难易度：1分；所属知识点：转动惯

23、量的槪念答案刚体质畳；质分布；转轴的位19. 动星矩定理的内容是其数学表达式可写成,动長矩守恒的条件是o性难易度：1分；所属知识点：动量矩定理、动量矩守恒潜案L转动物体所受合外力矩的冲量矩等于在合外力矩作用时间内转动物体动量矩的增量；物体所受合外力矩等于零20. 质長为加的质点以速度卩沿一直线运动，则它对直线上任一点的角动長为o性难易度：2分；所属知识点：质点的角动量潜案0三、计算题洪1. 一个半径为厂的轮于，在泥泞的平直道路上作无滑动的滚动，轮心速度恒定且为卩，粘 在轮沿上的泥粒不停的由轮上各点摔出，试求当v2 gr （g为重力加速度的大小）时，泥粒 所能达到的昱大高度。性难易度：3分；所属

24、知识点：刚体的定轴转动潜案解：取地面为绝对参照系S,轮于为相对参照系S,如图所示。对轮沿上任一点P,设t=0时高度为）,则r-rcos在S系中，轮沿上各点作定轴转动，在同一时刻的速度大小是相同的，对于。处的点，其 在S系中的速度为（），由速度变换定理可知，其在s系中的速度与轮心的速度大小相等， 方向相反。故P点出泥粒在S系中的大小位口方向沿点P处的方向。由速度变换定理可知，p处泥粒在S系中从轮沿飞出时的速度为nOr = v-”cos0、 m（）v = vsin（2）在S系中，飞出的泥粒的加速度为 =y =_g故ux = v-vcos、=usin&-g/(3)泥粒沿y方向的运动方程为y = y0

25、 +vsin-r2由式(3)知，泥粒飞至最高点时的时间f,n =”sin/g代入式得P点飞出的泥粒所能达到的最大高度max=儿+/sin 叨2g精品将式代入，得)max=/ 一 rcosO +v2sin22g显然儿uu是&的函数，即其与飞出的位直有关。记：y = ymax,并将Y对&求导教，有dK.八/sin&os&d&gdr令:肿,得sin& = 0或cos& = -rg / S很明显sin& = 0时Y=o,即Y取星小值。只要条件V2 rg满足，就成立，Y就可以取得杲大值，且+即;2v2 2g2.如图所示，一个劲度系数为k的轻弹黄与一轻柔绳相连接，该绳跨过一半径为R,捷动 惯長为/的定滑轮

26、，绳的另一端悬挂一质長为加的物体。开始时，弹黄无伸长，物体由静 止释放。滑轮与轴之间的摩掠可以忽珀不计。当物体下蓿力时，试求物体的速度卩？,三M性难易度：2分；所属知识点：刚体的定轴转动定律潜案解:mg 一7= ma (T-TR = ip T2 -kx = O = PR联立解得咛m + -R2dv dv dv dv mg _ kx又。=v =dr dx dt dx t I in + -門1 fh|口 vdv = J (mg - kx)dxm + rR解得v =3如图所示，一根细棒长为厶，总质長为加,其质星分市与离0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0的竖直轴转动。已

27、知棒与桌面间的摩擦系数为“，棒的初始角度为5）。求：细棒对给定轴的转动惯星细棒绕轴转动时所受的摩擦力矩；细棒从角速度3开始到停止转动所经过的时间。M性难易度：2分；所属知识点：转动惯量反计算、角动:定理答案解：由题意可知细棒的质長线密度为A = kr式中为常数。由于细棒的总质舅为加、所以ktxr = m由此得k _加 kl故k-kr-r又/ = j rdm = Jr2/tdr所以 细棒上到转轴距宵为，的长度元c所受到的摩擦力&摩擦力矩分别为d/ = “gdm = “gAdr =三、rdr dM = rdf = -r2 dr 整个细棒所受到的摩擦力矩为M =翠尸=|如gl方向沿轴向下 设细棒由角

28、速度到停止转动所经历的时间为f,则角动長定理可得Mt = 0 Ico02i =ZgLt = (-mL)coo宀L4g4. 一旋转齿轮的角加速度0由下式给出：0 = 4赤-3畀 （SI制），式中f为时间，a 与b均为常星。假定齿轮具有初角速率j。试求角速率和转过的角度（以时间的函敌表示）。 謂性难易度：2分；所属知识点：刚体的角速度、角加速度答案 無：由角加速度的定义P = ,有 atde = (4厂 - 3Z?/2)dr利用条件/ = 0时，少=,对上式积分得 e = )+ (4at5 一 3Z?r )dr=C0q + cit bt(1)d&再利用y =-,有drd & =(0o(2)记/=0

29、时，齿轮粳过的角度为,则对式积分得= Clt - ht + &o5. 质長为5kg并可视为质点的物体，在平面力F = (2 + 6r)7 + 8j (S1制，r为物体运动的 时间，从开始运动时记时)作用下，从原点开始运动，试求任意时刻该质点的动長；力F对原点的力矩；该质点的动長对原点的动長距；性难易度：2分；所属知识点：质点的动量、力矩、动量矩潜案解：由牛顿运动定律F = ma可得质点运动的加速度为 = =(0.44-1.2/)7 + 1.67(1)m由速度的定义，有dv =(0.4 +1.20?+ 1.6;dr即v = (0.4 + 1.2r)Z +1.6 jdt积分得v = (0.4r +

30、 0.6r2)7 + 1.6r/(2)因此，质点的动長为P = mv = (2t + 3r )7 + 8(/(8)(2)由式(2),有r = (0.4/ + 0.6尸玄 + i.6r/dr积分得r=(0.2t2+0.2t3)T + 0.8r(4)由力对定点距的定义为=rxF = (0.2/2+0.2/3)x8-0.&2 + 6/)氏=-3.2斥根据动星对定点距的定义，由式，有=rxP = (0.2/2+0.2/3)x8r-0.8r2(2/4-3/2)l=一08心6. 如图所示，设有一转台，质長为M。半径为/?,可绕竖宜的中心轴转动，初始角速度 为5.,有一人站在转台中心，其质長为加。苦他相对转

31、台以恒定的速度y沿半径向边缘走 去，试求人走丁/时间后，转台转过的角度。(竖直轴所受摩擦阻力距忽略不计)2可求出09M性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒潜案解：在人走动的过程中，人和转台组成的系统不受对竖宜轴的外力距(人离转台 中心后受到的重力距垂直于轴)，因此系统对竖宜轴的角动長守恒。设在时间f,人走到距转台中心为r = ut处，转台的角速度为0,则由角动長守恒有M . M .=(R- +mut)co(1)d = 0.05f+ 0.03/2由捷动定律“令，得dy = ydr = (50r + 30r2)dr利用条件时血=0,对上式积分得 一 1)则砂轮的运动方程为0 = + el(2)将

32、式代入式得 co = el因此2s时，砂轮的动能为Ek = =gx 0.2xe = 5.46(J)角动呈为L = Jg = 0.2 x2 = 1.48(kg m2/s)由动能宦理，前2s内力矩的功为由角动長定理，前2s内的冲長距为I = Jco2 一 Jco = 1.48 -0.2 = 1.28(kg m/s)15. 个质長为M、半径为并以角速度旋转的均质飞轮的边缘飞出，且速度方向正好 竖直向上，如图所示。试求碎片能上升的最大高度及余下部分的角速度、角动呈和转动动能 (可忽珀重力距的影响)。性难易度：2分；所属知识点：角动量守恒答案解：由题意可知，碎片商盘时的初速度为Vo = Rco 因此碎片上升的最大高度为碎片离盘前、后，由碎片和余下部分组成的系统不受外力距作用，系统角动長守恒。盘破裂 前，圆盘的角动長为丿。=护般；破裂后，碎片的角动長为叫心 余下的部分的角 动長为厂少=(丄MR2 -H)必于是有-MR2a)= (-MR2 -mR + nivR(3)2 2将代入式，得CD = CD说明圆盘破碎后角速度保持不变。破盘的角动長为y出=(-MR2 一= 1(M -22)/?吻2 2破盘的转动动能为Ek =-Jfa)r2 =-(-MR2-mR2