大学物理作业省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

大学物理作业三参考解答一、选择题：1、关于刚体对轴转动惯量，以下说法中正确是(A)只取决于刚体质量，与质量空间分布和轴位置无关。(B)取决于刚体质量和质量空间分布，与轴位置无关。(C)取决于刚体质量、质量空间分布和轴位置。(D)只取决于转轴位置，与刚体质量和质量空间分布无关答：C1/222、刚体角动量守恒充分而必要条件是[](A)刚体不受外力矩作用。(B)刚体所受合外力和合外力矩均为零。(C)刚体所受合外力矩为零。(D)刚体转动惯量和角速度均保持不变。答：C3、几个力同时作用在一个含有固定转动刚体上，假如这几个力矢量和为零，则此刚体[](A)必定不会转动。(B)转速必定不变。(C)转速必定改变。(D)转速可能改变，也可能不变。答：D2/22答：D4、一匀质圆盘状飞轮质量为20kg，半径为30cm，当它以每分钟60转速率旋转时，其动能为(A)J；(B)J；（C）J；（D）J。答：B5、力，其作用点矢径为该力对坐标原点力矩大小为(A)；（B）；(C)；(D)。3/22答：A6、一根质量为m

、长度为L匀质细直棒，平放在水平桌面上。若它与桌面间滑动摩擦系数为，在t=0时，使该棒绕过其一端竖直轴在水平桌面上旋转，其初始角速度为，则棒停顿转动所需时间为(A)；(B)；(C)；(D).由转动定律由运动规律4/22答：C7、一个转动惯量为I圆盘绕一固定轴转动，初角速度为。设它所受阻力矩与转动角速度成正比M=(k为正常数)，它角速度从变为/2所需时间是(A)I/2；(B)I/k；(C)(I/k)ln2；(D)I/2k。

由转动定律5/22答：A8、一根长为、质量为M匀质棒自由悬挂于经过其上端光滑水平轴上。现有一质量为m子弹以水平速度v0射向棒中心，并以v0/2水平速度穿出棒，今后棒最大偏转角恰为，则v0大小为(A)；(B)；(C)；(D)由角动量守恒由机械能守恒6/22答：B9、一个转动惯量为I圆盘绕一固定轴转动，初角速度为。设它所受阻力矩与转动角速度成正比M=(k为正常数)，它角速度从变为/2过程中阻力矩所作功为(A)

；(B)；(C)；(D)

。由动能定理7/221、一个作定轴转动物体，对转轴转动惯量为I，以角速度ω0=10rad·s－1匀速转动。现对物体加一制动力矩M=-0.5N·m，经过时间t=5s，物体停顿转动。物体转达惯量I=

。2、如图所表示，P、Q、R和S是附于刚性轻质细杆上质量分别为4m、3m、2m和m四个质点，PQ=QR=RS=d，则系统对OO′轴转动惯量为

。O′PQRSO二、填空题：50md28/223、匀质大圆盘质量为M、半径为R，对于过圆心O点且垂直于盘面转轴转动惯量为。假如在大圆盘右半圆上挖去一个小圆盘，半径为R/2。如图所表示，剩下部分对于过O点且垂直于盘面转轴转动惯量为

。ORr9/224、长为l、质量为m匀质细杆，以角速度ω绕过杆端点垂直于杆水平轴转动，杆动量大小为

，杆绕转动轴动能为

，角动量为

。5、一人站在转动转台上，在他伸出两手中各握有一个重物，若此人向着胸部缩回他双手及重物，忽略全部摩擦，则系统转动惯量减小，系统转动角速度增大，系统角动量不变，系统转动动能增大。（填增大、减小或不变）10/226、一飞轮作匀减速转动，在5s内角速度由40πrad·s－1减到10πrad·s－1，则飞轮在这5s内总共转过了

圈，飞轮再经

时间才能停顿转动。11/227、花样滑冰运动员绕过本身竖直轴运动，开始时两臂伸开，转动惯量为I0，角速度为ω0。然后她将两臂收回，使转动惯量降低为I0/3，这时她转动角速度变为

。12/22三、计算题：

1、如图所表示，水平光滑桌面上物体A由轻绳经过定滑轮C与物体B相连，两物体A、B质量分别为、，定滑轮视为均质圆盘，其质量为，半径为R，AC水平并与轴垂直，绳与滑轮无相对滑动，不计轴处摩擦。求B下落加速度及绳中张力。13/22解：14/222、转动着飞轮转动惯量为I,在t=0时角速度为ω0今后飞轮经历制动过程，阻力矩M大小与角速度ω

平方成正比，百分比系数为k(k为大于零常数),当ω=ω0/3时,飞轮角加速度是多少?从开始制动到现在经历时间是多少?将ω=ω0/3代入，求得这时飞轮角加速度:解:(1)由题知,故由转动定律有：即15/22(2)为求经历时间t,将转动定律写成微分方程形式。即：分离变量故当ω=ω0/3时，制动经历时间为:t=2I/kω0

并考虑到t=0时,ω

=ω

0,再两边积分16/223、如图所表示，一根质量为，长为均质细棒，可绕经过其一端轴O在竖直平面内无摩擦地转动。它原来静止在平衡位置上。现有质量为弹性小球飞来，恰好与棒下端与棒垂直地碰撞（为弹性碰撞）。撞后，棒从平衡位置摆起最大角度为。求小球碰前初速度。mO解:(1)碰撞过程中,角动量守恒,机械能守恒17/22（2）在摆起过程中，机械能守恒18/224、在半径为R1、质量为M静止水平圆盘上，站一静止质量为m人。圆盘可无摩擦地绕过盘中心竖直轴转动。当这人沿着与圆盘同心，半径为R2（R2<R1）圆周相对于圆盘走一周时，问圆盘和人相对于地面转动角度各为多少？解：设人相对圆盘角速度为ω，圆盘相对地面角速度为ωM。则人相对地面角速度为应用角动量守恒定律19/22圆盘相对地面转过角度为人相对地面转过角度为20/22

O解:(1)直棒和子弹系统在撞击过程中所受外力(重力和支持