高二物理竞赛刚体和相对论习题课课件

1刚体、相对论2一、填空题1.个砂轮直径为0.4m，质量为20kg，以每分钟900转的转速转动，撤去动力后一个工件以200N的正压力作用在砂轮边缘上，欲使砂轮在5.0秒内停止，则砂轮和工件的摩擦系数（忽略轴的摩擦）μ＝

___________解：已知：32.一定轴转动的飞轮，初始角速度为ω0,之后飞轮开始减速转动，角加速度为=-k2（k>0为已知量）。则当其角速度减至ω0/2时所用的时间Δt=__________，这段时间的角位移Δθ=_____________。

解：43.质量均匀分布的细杆长度为2l,质量为m,可绕过一端点的0的水平轴在竖直平面内自由转动。初始时由水平位置从静止释放，当其转至30°时的角速度ω=___________，角加速度=

___________。端点A的加速度aA=______________。

解：设t时刻，棒与水平位置的夹角为，下摆过程机械能守恒，有：5端点A的切向加速度：端点A的法向加速度：端点A的加速度：64.在S系观测到两个事件同时发生在x轴，间距为100m，则在S＇系中测得这两事件之间的空间间隔为200m，则S＇系相对于S系的速度值为u=_________。S＇系测得这两事件的时间间隔为______________s。

解：已知：7第2步也可以用：由于在s系事件是同时发生的，Δt=0故：85.一把尺置于相对于地面以速度u沿x轴方向运动的飞船上，飞船上测得尺子长度为，尺子和x轴正向夹角为，而地面上测得尺子长度为，尺子和x轴正向夹角为，则____，____（填>,=,<）

解：根据长度缩短效应<>96.在参考系S里，一粒子沿直线运动，从坐标原点运动到x＝1.50×108m处用了1.0s时间，则粒子运动所经历的原时为____________。

解：S系中粒子的速度t=1s为测时，根据时间膨胀效应，固有时：107.当粒子的动量等于非相对论动量的2倍时，粒子的速率为__________；当粒子的动能等于非相对论动能的2倍时，粒子的速率为__________。

得：对动能问题，由题知:由此得：由此式解得：解：118.本题的图是测试汽车轮胎滑动阻力的装置。轮胎最初为静止且被一轻质支架OA支承着，轮胎可绕O点自由转动，其转动惯量为0.75kg·m2，质量为15.0kg，半径为30.0cm。今将轮胎放在以速度12.0m·s-1移动的传送带上，并使框架OA保持水平。（1）若滑动摩擦系数为0.60，则需多长时间车轮能达到最终的角速度？（2）在传送带上车轮的滑动痕迹长度是多少？

解：（1）车轮受到的摩擦力矩为得角加速度12车轮的最终角速度又解得（2）此时车轮转过的角度此时车轮边缘转过的距离皮带的距离即痕迹长度139.

匀质圆盘质量为m半径为R，放在粗糙的水平桌面上，绕通过盘心的竖直轴转动，初始角速度为ωo，已知圆盘与桌面间的摩擦系数为μ，求经过多长时间后圆盘将静止？解：14或由转动定律角加速度为该运动为匀角加速运动，角速度与角加速度间的关系得所需时间为：1510.长L=0.4m的匀质木棒，其质量M=1kg，可绕水平轴0在竖直面内转动，开始时棒自然下垂。现有一质量m=8g的子弹以v0=100m/s的速率从A点射入棒中，并留在棒中。求：（1）棒开始运动时的角速度；（2）棒的最大偏转角。

解：角动量守恒由机械能守恒：解得：1611.在地面A处发射一炮弹后,过了4×10-6s秒后，在地面B处又发射了一枚炮弹，A、B两地相距800m。（1）在什么参照系中将测得两事件发生于同一地点？（2）试找出一个参照系，在其中将测得两事件是同时发生的。

解：设(1)解得(2)解得u>c，所以找不到这样的参照系1712.地球上的观测者发现一只以v=0.6c的向东航行的飞船将在5s后与一个以0.8c速率向西飞行星体相撞。按照飞船上的钟，还有多少时间允许他们离开原来的航线避免碰撞？

解：以地球为S系，5秒为测时。飞船为S′系，Δt′为原时,u=0.6c方法二：以飞船为S′，则u=0.6c,星体对地球的速度为v＝－0.8c,飞船上看星体的速度为v′，用洛仑兹速度变换公式，得到飞船系观测将在t′＝4s时与飞行星体相撞18地球为S系，x1＝0，t1＝0，x2＝1.4c×5，t2＝0以飞船为S′系，由洛仑兹变换公式飞船系观测将在t3′＝4s时与飞行星体相撞1913.静止质量均为m0的两粒子，一个粒子