《大學(xué)物理》習(xí)題冊題目及答案第3單元 角動(dòng)量守恒定律

1、第3單元 角動(dòng)量守恒定律序號(hào) 學(xué)號(hào) 姓名 專業(yè)、班級(jí) 一 選擇題 A 1已知地球的質(zhì)量為m，太陽的質(zhì)量為M，地心與日心的距離為R，引力常數(shù)為G，則地球繞太陽作圓周運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量為(A) (B) (C) (D) C 2 關(guān)于剛體對(duì)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)。 E 3. 如圖所示，有一個(gè)小塊物體，置于一個(gè)光滑的水平桌面上，有一繩其一端連結(jié)此物體，另一端穿過桌面中心的小孔

2、，該物體原以角速度在距孔為R的圓周上轉(zhuǎn)動(dòng)，今將繩從小孔緩慢往下拉，則物體(A)動(dòng)能不變，動(dòng)量改變。(B)動(dòng)量不變，動(dòng)能改變。(C)角動(dòng)量不變，動(dòng)量不變。(D)角動(dòng)量改變，動(dòng)量改變。(E)角動(dòng)量不變，動(dòng)能、動(dòng)量都改變。 A 4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 。 B 5兩個(gè)均質(zhì)圓盤A和B密度分別為和，若

3、>，但兩圓盤質(zhì)量與厚度相同，如兩盤對(duì)通過盤心垂直于盤面軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量各為和，則(A) >(B) > (C) (D) 、哪個(gè)大，不能確定 A 6有兩個(gè)力作用在一個(gè)有固定轉(zhuǎn)軸的剛體上：(1) 這兩個(gè)力都平行于軸作用時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩一定是零；(2) 這兩個(gè)力都垂直于軸作用時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩一定是零；(3) 當(dāng)這兩個(gè)力的合力為零時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩也一定是零；(4) 當(dāng)這兩個(gè)力對(duì)軸的合力矩為零時(shí)，它們的合力也一定是零。在上述說法中：(A) 只有(1)是正確的。(B) (1)、(2)正確，(3)、(4)錯(cuò)誤。(C) (1)、(2)、(3)都正確，(4)錯(cuò)誤。 (D) (1)、(2)

4、、(3)、(4)都正確。 C 7一圓盤正繞垂直于盤面的水平光滑固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖射來兩個(gè)質(zhì)量相同、速度大小相同，方向相反并在一條直線上的子彈，子彈射入圓盤并且留在盤內(nèi)，則子彈射入后的瞬間，圓盤的角速度(A) 增大(B) 不變(C) 減小(D) 不能確定二 填空題 1.質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度 v沿一直線運(yùn)動(dòng)，則它對(duì)直線上任一點(diǎn)的角動(dòng)量為 _0_。2.飛輪作勻減速轉(zhuǎn)動(dòng)，在5s內(nèi)角速度由40rad·s減到10rad·s，則飛輪在這5s內(nèi)總共轉(zhuǎn)過了_62.5_圈，飛輪再經(jīng)_1.67S_的時(shí)間才能停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3 一長為l、質(zhì)量可以忽略的直桿，兩端分別固定有質(zhì)量為2m和m的小球，桿可繞通過

5、其中心O且與桿垂直的水平光滑固定軸在鉛直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。開始桿與水平方向成某一角度，處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。釋放后，桿繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則當(dāng)桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，該系統(tǒng)所受的合外力矩的大小M = ，此時(shí)該系統(tǒng)角加速度的大小= 。 4可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪，直徑為1.0m，一條繩子繞在飛輪的外周邊緣上，如果從靜止開始作勻角加速運(yùn)動(dòng)且在4s內(nèi)繩被展開10m，則飛輪的角加速度為。決定剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的因素是 _剛體的質(zhì)量_ _；_剛體的質(zhì)量分布_ _；_轉(zhuǎn)軸的位置_。一根質(zhì)量為m，長為l的均勻細(xì)桿，可在水平桌面上繞通過其一端的豎直固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。已知細(xì)桿與桌面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為，則桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受的摩擦力矩的大小為。轉(zhuǎn)動(dòng)著的飛輪的

6、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，在t=0時(shí)角速度為，此后飛輪經(jīng)歷制動(dòng)過程，阻力矩M的大小與角速度的平方成正比，比例系數(shù)為k(k為大于0的常數(shù))。當(dāng)=時(shí)，飛輪的角加速度= 。從開始制動(dòng)到=所經(jīng)過的時(shí)間t= 。 8. 在力矩作用下，一個(gè)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體作 _變角速_運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)所受的合外力矩為零，則系統(tǒng)的_角動(dòng)量_守恒。三 計(jì)算題一半徑為R的圓形平板放在水平桌面上，平板與水平桌面的摩擦系數(shù)為u，若平板繞通過其中心且垂直板面的固定軸以角速度開始旋轉(zhuǎn)，它將在旋轉(zhuǎn)幾圈后停止？解：設(shè)圓板面密度為，則轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力矩大小為由轉(zhuǎn)動(dòng)定律可得角加速度大小 設(shè)圓板轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)后停止，則轉(zhuǎn)過的角度為。由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系可得旋轉(zhuǎn)圈數(shù)2半徑為R具有光滑軸的定滑輪邊緣繞一細(xì)繩，繩的下端掛一質(zhì)量為m的物體，繩的質(zhì)量可以忽略，繩與定滑輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，若物體下落的加速度為a，求