大学物理同步训练第2版第三章刚体定轴转动详解

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1、同步训练答案第三章刚体定轴转动许照锦第三章刚体定轴转动一、选择题1.两个匀质圆盘A和B相对于过盘心且垂直于盘面的轴的转动惯量分别为J和J，若ABJJ，但两圆盘的质量与厚度相同，如两盘的密度各为和，则BAAB（A）（B）ABBA（C）（D）不能确定和哪个大ABAB答案：A2mm2112m分析：R，JmR，故转动惯量小的密度大。2Rhh22h2.有两个半径相同、质量相等的细圆环。1环的质量分布均匀，2环的质量分布不均匀。它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为J和J，则

2、12（A）JJ（B）JJ1212（C）JJ（D）不能确定J和J哪个大1212答案：C22分析：JRdmmR，与密度无关，故C选项正确。3.一圆盘绕过盘心且与盘面垂直的光滑固定轴O以角速度按图11所示方向转动。将两个大小相等、方向相反的力F沿盘面同时作用到圆盘上，则圆盘的角速度变为，则2（A）（B）1212（C）（D）不能确定如何变化12答案：C分析：左边的力对应的力臂大，故产生的（顺时针）力矩大于右边的力所产生的力矩，即合外力距（及其所产生的角加速度）为顺时针方向，故圆盘加速，角速度变大

3、。4.均匀细棒OA的质量为M，长为L，可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图2所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？（A）合外力矩从大到小，角速度从小到大，角加速度从大到小（B）合外力矩从大到小，角速度从小到大，角加速度从小到大（C）合外力矩从大到小，角速度从大到小，角加速度从大到小（D）合外力矩从大到小，角速度从大到小，角加速度从小到大答案：A分析：（定性）由转动定律MI可知，角加速度与力矩成正比，故B、D错误；由机械1/7同步训练答案第三章刚体

4、定轴转动许照锦能守恒可知，棒在下落的过程中重力做功，故角速度从小到大，C错误。故选A。（定量）设某一时刻细棒与水平线夹角为，由力矩定义及转动定律可得L12MmgcosmL23可知当从0至90度的过程中，M（及β）从大到小。由机械能守恒可得L11223g1cosmg1cosmL223L可知当从0至90度的过程中，角速度从小到大。5.（☆）如图3所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮。A滑轮挂一质量为m的物体，B滑轮受拉力G，而且G=mg。设A、B两滑轮的角加速度分别为βA

5、和βB，不计滑轮轴的摩擦，则有（A）（B）ABAB（C）（D）开始时，以后ABABAB答案：C分析：（定性）由于物体m有向下的加速度，故作用于物体上的绳子张力小于mg，即小于右边绳子的张力（=mg），故A滑轮受到的力矩小于B滑轮，故。AB（定量）设圆盘转动惯量为I，参考计算题第1题的计算过程，可得A、B圆盘的转动角加速度为mgTmaAmgRmgRTRI；GRIAAA2BBImRIRaA故。AB6.一轻绳跨过一具有水平光滑轴、转动惯量为J的定

6、滑轮，绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体（m1

7、222T12TRJm12mJR/RJmR12mRRa2/7同步训练答案第三章刚体定轴转动许照锦7.几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体（A）必然不会转动（B）转速必然不变（C）转速必然改变（D）转速可能不变，也可能改变答案：D分析：力的矢量和和力的作用点无关，力矩的矢量和和力的作用点有关，故力的矢量和为零不能导出力矩的矢量和为零，因此D正确。具体例子可参考选择题第3题，图中两力的矢量和为零，当两个力不在一条直线上时，外力矩不为零（此时转速改变）；

8、当两个力在一条直线上时，外力矩为零（此时转速不变）。8.一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，角速度为，如图5所示，射来两个1质量相同、速度大小相同、方向相反并在同一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且停留在盘内，若子弹射入后的瞬间圆盘的角速度为，则2（A）（B）1212（C）（D）无法确定1