編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:清華大學(xué)《大學(xué)物理》題庫02_剛體習(xí)題一、選擇題1．0148：幾個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)具有光滑固定轉(zhuǎn)軸的剛體上，如果這幾個(gè)力的矢量和為零，則此剛體(A)必然不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) (B)轉(zhuǎn)速必然不變(C)轉(zhuǎn)速必然改變 (D)轉(zhuǎn)速可能不變，也可能改變［］2．0153：一圓盤繞過盤心且與盤面垂直的光滑固定軸O以角速度按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。若如圖所示的情況那樣，將兩個(gè)大小相等方向相反但不在同一條直線的力F沿盤面同時(shí)作用到圓盤上，則圓盤的角速度(A)必然增大(B)必然減少(C)不會(huì)改變(D)如何變化，不能確定［］3．0165：均勻細(xì)棒OA可繞通過其一端O而與棒垂直的水平固定光滑軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。今使棒從水平位置由靜止開始自由下落，在棒擺動(dòng)到豎直位置的過程中，下述說法哪一種是正確的？(A)角速度從小到大，角加速度從大到小(B)角速度從小到大，角加速度從小到大(C)角速度從大到小，角加速度從大到小(D)角速度從大到小，角加速度從小到大［］4．0289：關(guān)于剛體對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，下列說法中正確的是（A）只取決于剛體的質(zhì)量,與質(zhì)量的空間分布和軸的位置無關(guān)（B）取決于剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布，與軸的位置無關(guān)（C）取決于剛體的質(zhì)量、質(zhì)量的空間分布和軸的位置（D）只取決于轉(zhuǎn)軸的位置，與剛體的質(zhì)量和質(zhì)量的空間分布無關(guān)［］5．0292：一輕繩繞在有水平軸的定滑輪上，滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，繩下端掛一物體。物體所受重力為P，滑輪的角加速度為。若將物體去掉而以與P相等的力直接向下拉繩子，滑輪的角加速度將(A)不變 (B)變小 (C)變大 (D)如何變化無法判斷［］6．0126：花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員繞通過自身的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)兩臂伸開，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J0，角速度為。然后她將兩臂收回，使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少為J0。這時(shí)她轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)椋?A)(B)(C)(D)［］7．0132：光滑的水平桌面上，有一長為2L、質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)桿，可繞過其中點(diǎn)且垂直于桿的豎直光滑固定軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為mL2，起初桿靜止。桌面上有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，各自在垂直于桿的方向上，正對著桿的一端，以相同速率v相向運(yùn)動(dòng)，如圖所示。當(dāng)兩小球同時(shí)與桿的兩個(gè)端點(diǎn)發(fā)生完全非彈性碰撞后，就與桿粘在一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則這一系統(tǒng)碰撞后的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度應(yīng)為：(A)(B)(C)(D)(E)［］8．0133：如圖所示，一靜止的均勻細(xì)棒，長為L、質(zhì)量為M，可繞通過棒的端點(diǎn)且垂直于棒長的光滑固定軸O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。一質(zhì)量為m、速率為v的子彈在水平面內(nèi)沿與棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，設(shè)穿過棒后子彈的速率為，則此時(shí)棒的角速度應(yīng)為(A)(B)(C)(D)［］9．0197：一水平圓盤可繞通過其中心的固定豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤上站著一個(gè)人.把人和圓盤取作系統(tǒng)，當(dāng)此人在盤上隨意走動(dòng)時(shí)，若忽略軸的摩擦，此系統(tǒng)(A)動(dòng)量守恒(B)機(jī)械能守恒(C)對轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量守恒(D)動(dòng)量、機(jī)械能和角動(dòng)量都守恒(E)動(dòng)量、機(jī)械能和角動(dòng)量都不守恒［］10．0228：質(zhì)量為m的小孩站在半徑為R的水平平臺(tái)邊緣上。平臺(tái)可以繞通過其中心的豎直光滑固定軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J。平臺(tái)和小孩開始時(shí)均靜止。當(dāng)小孩突然以相對于地面為v的速率在臺(tái)邊緣沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)向走動(dòng)時(shí)，則此平臺(tái)相對地面旋轉(zhuǎn)的角速度和旋轉(zhuǎn)方向分別為(A)，順時(shí)針(B)，逆時(shí)針(C)，順時(shí)針(D)，逆時(shí)針［］11．0294：剛體角動(dòng)量守恒的充分而必要的條件是(A)剛體不受外力矩的作用(B)剛體所受合外力矩為零(C)剛體所受的合外力和合外力矩均為零(D)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度均保持不變［］二、填空題1．0290：半徑為的飛輪，初角速度，角加速度，則在___________時(shí)角位移為零，而此時(shí)邊緣上點(diǎn)的線速度v＝___________。2．0149：一長為l，質(zhì)量可以忽略的直桿，可繞通過其一端的水平光滑軸在豎直平面內(nèi)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿的另一端固定著一質(zhì)量為m的小球，如圖所示?，F(xiàn)將桿由水平位置無初轉(zhuǎn)速地釋放。則桿剛被釋放時(shí)的角加速度_____________，桿與水平方向夾角為60°時(shí)的角加速度_______________。3．0240：一飛輪以600rev/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2.5k2現(xiàn)加一恒定的制動(dòng)力矩使飛輪在1s內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則該恒定制動(dòng)力矩的大小M＝_________。4．0551：一作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J＝3.0kg·m2，角速度?，F(xiàn)對物體加一恒定的制動(dòng)力矩M＝－12N·m，當(dāng)物體的角速度減慢到時(shí)，物體已轉(zhuǎn)過了角度_________________。5．0125：一飛輪以角速度繞光滑固定軸旋轉(zhuǎn)，飛輪對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1；另一靜止飛輪突然和上述轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪嚙合，繞同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該飛輪對軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為前者的二倍。嚙合后整個(gè)系統(tǒng)的角速度__________________。6．0229：有一半徑為R的勻質(zhì)圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)，可繞通過盤心O且垂直于盤面的豎直固定軸OO＇轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J。臺(tái)上有一人，質(zhì)量為m。當(dāng)他站在離轉(zhuǎn)軸r處時(shí)（r＜R），轉(zhuǎn)臺(tái)和人一起以的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖。若轉(zhuǎn)軸處摩擦可以忽略，問當(dāng)人走到轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)和人一起轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度________。m2mOll/3v俯視圖7．0542：質(zhì)量分別為m和2m的兩物體(都可視為質(zhì)點(diǎn))，用一長為l的輕質(zhì)剛性細(xì)桿相連，系統(tǒng)繞通過桿且與桿垂直的豎直固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，已知O軸離質(zhì)量為2mm2mOll/3v俯視圖三、計(jì)算題1．0241：一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為M＝2.00kg，半徑為R＝0.100m，一根不能伸長的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為m＝5.00kg的物體，如圖所示。已知定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J＝，其初角速度＝10.0rad/s，方向mMmMR(1)定滑輪的角加速度的大小和方向；(2)定滑輪的角速度變化到＝0時(shí)，物體上升的高度；(3)當(dāng)物體回到原來位置時(shí)，定滑輪的角速度的大小和方向。2．0561：質(zhì)量分別為m和2m、半徑分別為r和2r的兩個(gè)均勻圓盤，同軸地粘在一起，可以繞通過盤心且垂直盤面的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為9mr2/2，大小圓盤邊緣都繞有繩子，繩子下端都掛一質(zhì)量為m的重物，如圖所示。求盤的角加速度的大小。3．0211：質(zhì)量為M＝0.03kg，長為l＝0.2m的均勻細(xì)棒，在一水平面內(nèi)繞通過棒中心并與棒垂直的光滑固定軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。細(xì)棒上套有兩個(gè)可沿棒滑動(dòng)的小物體，每個(gè)質(zhì)量都為m＝0.02kg棒中心的兩側(cè)且距棒中心各為r＝0.05m，此系統(tǒng)以n1＝15rev/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。若將小物體松開,設(shè)它們在滑動(dòng)過程中受到的阻力正比于它們相對棒的速度,(已知棒對中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Ml2/12)求：(1)當(dāng)兩小物體到達(dá)棒端時(shí)，系統(tǒng)的角速度是多少？

(2)當(dāng)兩小物體飛離棒端，棒的角速度是多少？

清華大學(xué)《大學(xué)物理》題庫02_剛體習(xí)題參考答案選擇題1．0148：D2．0153：A3．0165：A4．0289：C5．0292：C6．0126：D7．0132：C8．0133：B9．0197：C10．0228：A11．0294：B二、填空題1．0290：4s；－15m·s-12．0149：g/l；g/(2l3．0240：157N·m4．0551：4.0rad/s5．0125：6．0229：7．0542：mvl三、計(jì)算題1．0241：解：(1)∵mg－T＝ma-----------------1分TR＝J------------------2分a＝R-----------------1分∴=mgR/(mR2＋J)＝81.7rad/s2----------------1分方向垂直紙面向外-----------------1分(2)∵當(dāng)＝0時(shí)，物體上升的高度h=R=6.12×10-2m-------------(3)10.0rad/s，方向垂直紙面向外-----------------2分2．0561：解：受力分析如圖-----------------2分mg－T2=ma2---------------------1分T1－mg=ma1---------------------1分T2(2r)－T1r=9mr2/2---------2分2r=a2---------------------------1分r=a1-----------------------------1分解上述5個(gè)聯(lián)立方程，得：--------------2分3．0211：解：選棒、小物體為系統(tǒng)，系統(tǒng)開始時(shí)角速度為：