剛體與流體的試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以下物理量中與轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)的是（）A.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量B.角速度C.角加速度D.角動(dòng)量2.一個(gè)質(zhì)量為m的均勻圓盤(pán)，半徑為R，繞過(guò)圓心且垂直于盤(pán)面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（）A.\(mR^2\)B.\(\frac{1}{2}mR^2\)C.\(\frac{1}{4}mR^2\)D.\(2mR^2\)3.剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角加速度為α，某時(shí)刻角速度為ω，則該時(shí)刻剛體上距軸為r處一點(diǎn)的切向加速度大小為（）A.\(r\omega\)B.\(r\alpha\)C.\(\omega^2r\)D.\(\alpha^2r\)4.一剛體在合外力矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)合外力矩增大時(shí)，剛體的（）A.角速度一定增大B.角加速度一定增大C.角速度一定減小D.角加速度一定減小5.關(guān)于剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是（）A.只與剛體的角速度有關(guān)B.只與剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)C.與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度都有關(guān)D.與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角加速度都有關(guān)6.理想流體是指（）A.不可壓縮、無(wú)黏性的流體B.可壓縮、無(wú)黏性的流體C.不可壓縮、有黏性的流體D.可壓縮、有黏性的流體7.流體在粗細(xì)均勻的水平管中穩(wěn)定流動(dòng)，根據(jù)伯努利方程，管中不同位置處的（）A.流速相等，壓強(qiáng)相等B.流速不等，壓強(qiáng)相等C.流速相等，壓強(qiáng)不等D.流速不等，壓強(qiáng)不等8.水在粗細(xì)不均勻的管道中穩(wěn)定流動(dòng)，粗處橫截面積是細(xì)處的3倍，則粗處水的流速是細(xì)處的（）A.3倍B.9倍C.\(\frac{1}{3}\)倍D.\(\frac{1}{9}\)倍9.當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，若雷諾數(shù)\(Re<2000\)，則流體的流動(dòng)狀態(tài)為（）A.層流B.湍流C.過(guò)渡流D.無(wú)法確定10.用同一滴管分別滴下1cm3的水和酒精，所滴數(shù)（）A.水的滴數(shù)多B.酒精的滴數(shù)多C.一樣多D.無(wú)法判斷二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.以下哪些因素會(huì)影響剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）A.剛體的質(zhì)量B.剛體的形狀C.轉(zhuǎn)軸的位置D.剛體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的基本定律涉及到的物理量有（）A.合外力矩B.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量C.角加速度D.角速度3.關(guān)于剛體的角動(dòng)量，以下說(shuō)法正確的是（）A.角動(dòng)量與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)B.角動(dòng)量與角速度有關(guān)C.角動(dòng)量是矢量D.當(dāng)合外力矩為零時(shí)，角動(dòng)量守恒4.下列現(xiàn)象中，與流體的黏性有關(guān)的是（）A.流體在管道中流動(dòng)有能量損失B.物體在流體中運(yùn)動(dòng)受到阻力C.流體分層流動(dòng)D.流體的流速分布不均勻5.理想流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，滿(mǎn)足的方程有（）A.連續(xù)性方程B.伯努利方程C.牛頓黏性定律D.泊肅葉定律6.影響流體黏性的因素有（）A.流體的種類(lèi)B.溫度C.壓強(qiáng)D.流速7.關(guān)于伯努利方程，以下說(shuō)法正確的是（）A.適用于理想流體穩(wěn)定流動(dòng)B.體現(xiàn)了能量守恒C.涉及到壓強(qiáng)、流速和高度D.僅適用于水平管道8.以下哪些裝置利用了伯努利原理（）A.噴霧器B.機(jī)翼升力C.流量計(jì)D.水泵9.當(dāng)流體做層流時(shí)，具有以下特點(diǎn)（）A.各層流體互不混合B.流速沿管徑分布呈拋物線(xiàn)形C.流體的流動(dòng)阻力較小D.雷諾數(shù)較大10.關(guān)于流體的黏滯系數(shù)，以下說(shuō)法正確的是（）A.反映流體黏性的大小B.與流體的性質(zhì)有關(guān)C.與溫度有關(guān)D.與流速有關(guān)三、判斷題（每題2分，共10題）1.剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，剛體上各點(diǎn)的角速度都相同。（）2.質(zhì)量相同的剛體，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一定相同。（）3.剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于剛體上各質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能之和。（）4.理想流體在粗細(xì)不均勻的管道中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流速大的地方壓強(qiáng)小。（）5.只要流體的流速足夠小，就一定是層流。（）6.流體的黏性只與流體本身性質(zhì)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。（）7.伯努利方程適用于任何流體的流動(dòng)。（）8.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向。（）9.物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力只與流體的黏性有關(guān)。（）10.當(dāng)剛體所受合外力矩為零時(shí)，剛體的角速度保持不變。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）1.簡(jiǎn)述剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律內(nèi)容。當(dāng)剛體所受合外力矩為零時(shí)，剛體對(duì)給定轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量保持不變。即\(L=J\omega=常量\)，體現(xiàn)了角動(dòng)量的守恒特性，在很多現(xiàn)象如花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)動(dòng)作中有應(yīng)用。2.寫(xiě)出理想流體穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性方程，并說(shuō)明其物理意義。連續(xù)性方程：\(S_1v_1=S_2v_2\)。物理意義是理想流體穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，同一流管中不同截面處的流量相等，反映了流體在流動(dòng)過(guò)程中質(zhì)量的守恒，截面小處流速大，截面大處流速小。3.簡(jiǎn)述影響剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小的因素。影響因素有：剛體的質(zhì)量，質(zhì)量越大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大；剛體的形狀，不同形狀的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算方式不同；轉(zhuǎn)軸的位置，轉(zhuǎn)軸位置不同，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同，如同一圓盤(pán)對(duì)不同軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同。4.簡(jiǎn)述流體層流和湍流的主要區(qū)別。層流時(shí)各層流體互不混合，分層流動(dòng)，流速沿管徑分布呈拋物線(xiàn)形，流動(dòng)阻力較??；湍流時(shí)流體各層相互混合，流動(dòng)雜亂無(wú)章，流動(dòng)阻力較大，一般雷諾數(shù)大時(shí)為湍流，小時(shí)為層流。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論在日常生活中，哪些地方應(yīng)用了剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的原理？如自行車(chē)的車(chē)輪，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛前進(jìn)；鐘表的指針，依靠齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)指示時(shí)間；電風(fēng)扇的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)帶來(lái)風(fēng)等。這些都是利用剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，將能量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。2.討論理想流體模型在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用及局限性。應(yīng)用：在研究一些流體問(wèn)題如簡(jiǎn)單管道水流、機(jī)翼升力初步分析等可簡(jiǎn)化計(jì)算。局限性：實(shí)際流體都有黏性和可壓縮性，理想流體模型忽略這些特性，對(duì)于黏性影響大的情況（如高黏性流體流動(dòng)）或可壓縮性顯著（如高速氣體流動(dòng)）問(wèn)題，結(jié)果不準(zhǔn)確。3.討論如何提高流體在管道中的輸送效率？可通過(guò)增大管道直徑，減小流速以降低能量損失；選擇內(nèi)壁光滑的管道，減小流體與管壁摩擦；根據(jù)流體特性和流量合理設(shè)計(jì)管道布局，減少不必要的彎折；對(duì)于黏性大的流體，可適當(dāng)加熱降低黏性，提高輸送效率。4.討論剛體轉(zhuǎn)動(dòng)和流體流動(dòng)在工程領(lǐng)域的重要性。剛體轉(zhuǎn)動(dòng)在機(jī)械工程中，如發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)床的加工等都離不開(kāi)；在航空航天中，飛行器的姿態(tài)調(diào)整也依賴(lài)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)原理。流體流動(dòng)在化工管道輸送、水利工程中水流控制、動(dòng)力工程中流體傳動(dòng)等方面都至關(guān)重要，是很多工程實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ)。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.B4.B5.C6.A7.A8.C9.A10.B