1、一均匀细杆,质量为m,长为l,可绕过其端点的水平轴在竖直平面内转动,如果将细杆置于水平位置,然后让其由静止开始自由摆下,那么开始转动的瞬间,细杆的角加速度为(空),细杆转到竖直位置时角速度为(!3g)① 2lVl2、一个人站在转动的转台上,在他伸出去的两手中各握有一个重物,若此人向着胸部缩回他的双手及重物,忽略所有摩擦,以下叙述正确的是:(③)系统的转动惯量不变②系统的转动角速度不变③系统的角动量保持不变④系统的转动动能保持不变3、(10分)一半径为R的圆盘可绕通过盘中心0,且与盘面垂直的水平轴转动,圆盘的转动惯量为I,绕有一根不可伸长的轻绳,绳与圆盘间无相对滑动,当绳端系一质量为M的物体时,物体加速下降,解:Mg-T=MaTR-M=I010a=BR假设圆盘与轴间的摩擦力矩为叫,4分)4分)1分)可得a=MgR2-MR0—I+MR21分)4、一均匀圆盘状飞轮,质量为20kg,半径为30cm,当它以每分钟60转的速率旋转时,其动能为(1.8兀2J)5、一长为L,质量为M的均匀细杆自由悬挂于通过其上端的光滑水平轴上,现有一质量为m的子弹以水平速度V0射向棒的中心,并以V/2的水平速度穿出棒,此后棒的最大偏转角度恰好为90°,求V。
的大小解:根据角动量守恒定律和机械能守恒m;V0=I®+m;V),其中I为棒的转动惯量,4分)=1MLi,31;I®2=^Mg,24M■可得:V=3g;03m2分)(3分)1分)6、若质点的质量为m,速度为v,相对于转动中心的位置矢量为厂,则此质点相对于转动中心的角动量为④)①mvr;②mv2r;③mv2xr;④rxmv7、一匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的水平光滑固定轴旋转,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,则在碰撞过程中对细杆与小球这一系统………………………………………………………………………(③)①只有机械能守恒;②只有动量守恒;③只有对转轴o的角动量守恒;④机械能、动量和角动量均守恒8、一个转台绕竖直固定光滑轴转动,每10秒转一周,转台对轴的转动惯量为1200kg.m2,质量为80kg的人,开始时站在台的中心,随后沿半径向外跑去,当人距转台中心为3m时,转台的角速度为(rad/s)89、一长为l=0.4m的均匀木棒,质量M=lkg,可绕水平轴0在竖直平面内转动,开始时棒自然地竖直悬垂现有质量为m=8g的子弹以v0=2OOm/s的速度从A点射入棒中,假定A点与30点距离为丁1,如图所示。
求:4(1)棒开始运动时的角速度;(2)棒的最大偏转角解:(1)子弹进入木棒后系统的转动惯量为13I=—Ml2+m(—1)2二0.0541kg-m23由角动量守恒mv(-1)二I®4mv(3-1)®二-二8.87rad/s1 (2)在摆动过程中系统机械能守恒l3血2=Mg—(1-cos0)+mg—1(1一cos0)24cos0=—0.07290=arccos(-0.0729)(2分)3分)(1分)3分)1分)10、一刚体绕通过质心的转轴加速转动,对于刚体所受合外力与合力矩,以下正确的①£F=0,£M=0;②£F=0,£M^0③ £F^0,£M=0;④ £F^0,£M^011、一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮(m=lkg,R=10cm),绳的两端分别悬有质量为mi=2kg和m2=3kg的物体,如图所示设绳子的质量可以忽略不计,绳子不能伸长,滑轮的转动惯量可按I二2mR2计算,绳与滑轮之间无相对滑动试求物体的加速度以及绳子上的张力g取10ms-2)解:⑴「mig=miai(1)2分)mg一T=ma(2)22222分)TR—TR=Ip(3)212分))a=a=a124)1分)a=R0(5)1分)由(1)(2)(3)(4)(5)解得(m-m)ga=21—m+m+——12R2(m-m)g21—1分)xlOm-s-2=1.8m-s-22+3+0.5T=m(g+a)=2kg(10+1.8)m-s-2=23.6NT=m(g—a)=3kg(10—1.8)m-s-2=24.6N212、一长为l的均匀木棒,质量M,可绕水平轴0在竖直平面内转动,开始时棒自然地竖直悬垂。
现有质量为m的弹性小球飞来,正好在棒的下端与棒垂直地相撞相撞后,使棒从平衡位置处摆动到最大角度e=30°处如图所示,碰撞设为完全弹性碰撞速度V0的值解:由角动量守恒1mvl=mvl+Ml2®03由于是弹性碰撞系统机械能守恒1111mv2=mv2+(—Ml2)®2(2)20223棒上升过程中机械能守恒1 1l(Ml2)®2=Mg-(1-cos30)(3)2 32由(1)(2)(3)得1分)试计算小球的初1)v=$6(2-间3m+M術V0=g3分)3分)3分)121分)13、一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量I=2.0kg.m2,正以角速度3°匀速转动现对轮子加一恒定的力矩M=-7.0N.m,经过时间t=&0s时轮子的角速度3二-3°,则3°=(14rad/s)14、如图所示,两物体1和2的质量分别为mi与m2,滑轮的转动惯量为I,半径为r若物体2与桌面间为光滑接触,试求两物体的加速度及两段绳子中的张力设绳子不能伸长,绳子与滑轮间无相对滑动)解:(1)mg-T=ma(1)(2分)1111T=ma(2)(2分)222Tr-Tr=邛(3)(2分)12m2鳥m1a=a=a124)1分)a=rp(5)1分)由(1)(2)(3)(4)(5)解得a=mg1Im+m+—12r21分)1Im+m+—12r21分)mg(m+一)12r2mmg1_2Im+m+一12r2。