1、大学物理试题库管理系统内容第三章 刚体的定轴转动1 题号：03001 第 03 章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 某刚体绕定轴作匀变速转动，对刚体上距转轴为 处的任一质元的法向加速度r和切向加速度 来说正确的是（ ）naaA. 的大小变化， 的大小保持恒定B. 的大小保持恒定， 的大小变化naaC. 、 的大小均随时间变化D. 、 的大小均保持不变na答案: A2 题号：03002 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 有 A、 B 两个半径相同、质量也相同的细环，其中 A 环的质量分布均匀，而 B环的质量分布不均匀若两环对过环心且与环面垂直轴的转动惯量分别为 ，则AJ和（
2、）A. B. C. D. 无法确定 的相对大小BAJBAJBAJBAJ和答案: A3 题号：03003 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 一轻绳绕在具有水平转轴的定滑轮上，绳下端挂一物体，物体的质量为 m，此时滑轮的角加速度为 ，若将物体取下，而用大小等于 mg、方向向下的力拉绳子，则滑轮的角加速度将（ ）A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定答案: A4 题号：03004 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上，让转椅转动起来，若此后无外力矩作用，则当此人收回双臂时，人和转椅这一系统的（ ）A.系统的角动量保持不变 B.角动量加大
3、C.转速和转动动能变化不清楚 D.转速加大，转动动能不变答案: A5 题号：03005 第 03 章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 某力学系统由两个质点组成，它们之间仅有引力作用若两质点所受外力的矢量和为零，则此力学系统（ ）A.动量守恒，但机械能和角动量是否守恒不能确定B.动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能确定C.动量、机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定D.动量、机械能以及对某一转轴的角动量一定守恒答案: A6 题号：03006 第 03 章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 如图所示，两个质量均为 m、半径均为 R 的匀质圆盘形滑轮的两端，用轻绳分别系着质量为 m 和 2m
4、的小物块若系统从静止释放，则释放后两滑轮之间绳内的张力为（ ）A. B.g81g23C. D.m2答案: A7 题号：03007 第 03 章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 某质点受的力为 ，若质点从静止开始运动（即， 时 ），则kxeF0 0xv该质点所能达到的最大动能为（ ）A. B. C. D. kF0ke0keF00kF答案: A8 题号：03008 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 如图所示，在水平光滑的圆盘上，有一质量为 m 的质点，拴在一根穿过圆盘中心光滑小孔的轻绳上开始时质点离中心的距离为 r，并以角速度 转动今以均匀速率向下拉绳，将质点拉至离中心 处时，
5、拉力做的功为（ ）2rA. B. 23mr5mm2FrmC. D. 27mr21r答案: A9 题号：03009 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 已知地球的质量为 m，太阳的质量为 M，地心与日心的距离为 R ，引力常数为G，则地球绕太阳作圆周运动的角动量为（ ）A. B. C. D.MRRGmG2答案: A10 题号：03010 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 卫星绕地球做椭圆运动，地心为椭圆的一个焦点，在运动过程中，下列叙述中正确的是（ ）A.角动量守恒 B.动量守恒C.机械能不守恒 D.动量和角动量都不守恒答案: A11 题号：03011 第 03 章
6、 题型：选择题 难易程度：适中试题: 三个完全相同的轮子可绕一公共轴转动，角速度的大小都相同，但其中一轮的转动方向与另外两轮的转动方向相反若使三个轮子靠近啮合在一起，则系统的动能与原来三个轮子的总动能相比为（ ）A.减小到 1/9 B.减小到 1/3 C.增大 9 倍 D. 增大 3 倍答案: A12 题号：03012 第 03 章 题型：选择题 难易程度：较难试题: 下列说法中，错误的是（ ）A.对于给定的刚体而言，他的质量和形状是一定的，则其转动惯量也是唯一确定的B.刚体定轴转动的转动定律为 ，其中 M、 J 和 均是对同一转轴而言的JC.刚体的转动动能等于刚体上各质元的动能之和D.刚体作
7、定轴转动时，其上各点的角速度相同而线速度不同答案: A13 题号：03013 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 下列说法中，正确的是（ ）A.作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角加速度越大B.作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角速度就越大C.作用在定轴转动刚体上的合力矩为零，刚体转动的角速度就为零D.作用在定轴转动刚体上的合力越大，刚体转动的角加速度就越大答案: A14 题号：03014 第 03 章 题型：选择题 难易程度：难 试题: 轮圈半径为 R、其质量 M 均匀分布在轮缘上，长为 R、质量为 m 的匀质辐条固定在轮心和轮缘间，辐条共有 2N 根今若将
8、辐条数减少 N 根，但保持轮对通过轮心、垂直于轮平面轴的转动惯量不变，则轮圈的质量应为（ ）A. B. C. D. mN36m1M32答案: A15 题号：03015 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 如图一质量为 m 的匀质杆长为 l，绕铅直轴 成 角转动，其转O动惯量为（ ）A. B.2sin31l 231lC. D.2i4ml 2ml答案: A16 题号：03016 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 如图一质量为 m 的匀质杆长为 l，绕铅直轴 成 角转动，则匀O质杆所受的合外力矩为（ ）A. B.sin21gl cos21glC. D.OlOl答案: A
9、17 题号：03017 第 03 章 题型：选择题 难易程度：适中试题: 如图一质量为 m 的匀质杆长为 l，绕铅直轴 成 角O转动，则匀质杆的角动量为（ ）A. B. 2sin31l 231lC. D.2ml 2sin4ml答案: A18 题号：03018 第 03 章 题型：选择题 难易程度：难 试题: 如图一质量为 m 的匀质杆长为 l，绕铅直轴 成 角转动，O则匀质杆的角加速度为（ ）A. B.sin23lglgsin23C. D.lsil答案: A19 题号：03019 第 03 章 题型：选择题 难易程度：难 试题: 如图所示，两根长度和质量分别相等的细杆分别绕着光滑的水平轴 和
10、转动，1O2设他们自水平位置从静止释放时，角加速度分别为 和 ，则二者角加速12度之间的关系为（ ）A. B. 2121C. D.不能确定答案: A20 题号：03020 第 03 章 题型：选择题 难易程度：难 试题: 如图所示，光滑的水平桌面上有一长为 2l、质量为 m 的匀质细杆，可绕通过中点 O、且与杆垂直的竖直轴自由转动，开始时细杆静止现有一质量为 m 的小球，沿桌面正对着杆的一端，以速度 运动，并与杆的 A 端碰撞后与杆粘在一起v转动，则这一系统碰撞后的转动角速度为（ ）A. B. lv43l2ll1l2O3lOl2mvAC. D. lv32lv54答案: A21 题号：03021
11、 第 03 章 题型：填空题 难易程度：容易试题: 刚体是一理想模型,他虽然有一定的形状和大小，但形状和大小永远保持 答案: 不变22 题号：03022 第 03 章 题型：填空题 难易程度：容易试题: 刚体定轴转动的运动方程的表示式是 答案: )(t23 题号：03023 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 把不涉及转动的原因，只研究如何描述刚体的定轴转动的问题称为 答案: 刚体定轴转动运动学24 题号：03024 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 把研究刚体定轴转动原因的问题称为 答案: 刚体定轴转动的动力学25 题号：03025 第 03 章 题型：填空题
12、难易程度：适中试题: 刚体的转动惯量取决于刚体的总质量、质量分布和 等三个因素答案: 转轴的位置26 题号：03026 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 一飞轮以 的转速转动，转动惯量为 ，现施加一恒定的制动1minrad30 2mkg5力矩，使飞轮在 2s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小为 答案: N5.78M27 题号：03027 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 如图所示，质量为 和 的均匀细棒长度1m2均为 ，在两棒对接处嵌有一质量为 m 的小球，2l对过 A 的轴而言，若1m22lllAB，则 为 2221417mlllJABJ答案: 2221ll
13、l28 题号：03028 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 质量为 m 的匀质细杆，长为 l，以角速度 绕过杆的端点且垂直于杆的水平轴转动，则杆的动量大小为 答案: l2129 题号：03029 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 质量为 m 的匀质细杆，长为 l，以角速度 绕过杆的端点且垂直于杆的水平轴转动，则杆绕转动轴的动能为 答案: 261l30 题号：03030 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 质量为 m 的匀质细杆，长为 l，以角速度 绕过杆的端点且垂直于杆的水平轴转动，则杆绕转动轴的角动量大小为 答案: 231l31 题号：03031
14、 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 若飞轮从静止开始作匀加速转动，在最初 2min 转了 3600 转，则飞轮的角加速度为 答案: 2srad14.332 题号：03032 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 若飞轮从静止开始作匀加速转动，在最初 1min 转了 3600 转，则飞轮在第 50秒末的角速度为 答案: 1srad3433 题号：03033 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 若某飞轮绕其中心轴转动的运动方程为 ，其中 的单位为tt423rad， t 的单位为 s，则飞轮在第 2 秒末的角加速度为 答案: 2srad134 题号：0303
15、4 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 若某飞轮绕其中心轴转动的运动方程为 ，其中 的单位为tt423rad， t 的单位为 s，则飞轮从 到 这段时间内的平均角加速度为 s2t4t答案: 2rad135 题号：03035 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 若质量为 m、半径为 R 的匀质薄圆盘绕过中心且与盘面垂直轴的转动惯量为，则质量为 m、半径为 R、高度为 h 的匀质圆柱体绕过中心且与端面垂直轴的21R转动惯量为 答案: 236 题号：03036 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 一转动惯量为 J 的刚体绕某固定轴转动，当他在外力矩 的作用下
16、，角速度从M变为 ，则该刚体在此过程 中所受的冲量矩 等于 12 )(21t21td答案: 1J37 题号：03037 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 一转动惯量为 J 的刚体绕某固定轴转动，当他在外力矩 的作用下，角速度从M变为 ，则该刚体在此过程 中力矩所做的功 21d等于 12 )(21答案: 212J38 题号：03038 第 03 章 题型：填空题 难易程度：容易试题: 刚体角动量守恒的条件为 答案: 0圈M39 题号：03039 第 03 章 题型：填空题 难易程度：较难试题: 一质量为 m 的粒子，相对于坐标原点处于 点，速度为 ，jyixrjviyx则该质点相
17、对于坐标原点的角动量为 答案: kyvxLx)(40 题号：03040 第 03 章 题型：填空题 难易程度：适中试题: 一飞轮的转动惯量为 J， 时角速度为 ，此后飞轮经历一制动过程，受到0t0的阻力矩的大小与角速度成正比，即 ，式中 k 为正的常量当 时，M30飞轮的角加速度为 答案: Jk3041 题号：03041 第 03 章 题型：计算题 难易程度：适中试题: 一条缆索绕过一个定滑轮拉动升降机，如图所示滑轮的半径为 ，如果升降机从静止开始以加速度m5.0r匀加速上升，求：2s4.a（1 ）滑轮的角加速度；（2 ）开始上升后 t = 5s 末滑轮的角速度；（3 ）在这 5 秒内滑轮转过
18、的圈数；（4 ）开始上升后 末滑轮边缘上一点的加速度（假定缆索和滑轮之间不打滑）s1t答案: 为了图示清晰，将滑轮放大为如图所示（1 ）由于升降机的加速度和滑轮边缘上的一点的切向加速度相等，所以滑轮的角加速度为 2srad8.0ra（2 ）由于 ，所以 5 秒末滑轮的角速度为0 1srad0.4t（3 ）在这 5 秒内滑轮转过的角度为 r12t所以在这 5 秒内滑轮转过的圈数为 圈6.10N（4 ）结合题意，由图可以看出 2sm4.0a 22s3.trn由此可得滑轮边缘上一点在升降机开始上升后 时的加速度为1t22s5.0anavnaaor这个加速度的方向与滑轮边缘的切线方向的夹角为 011
19、7.384.2tanta42 题号：03042 第 03 章 题型：计算题 难易程度：难 试题: 一绳跨过定滑轮，两端分别系有质量分别为 m 和 M 的物体，且 滑轮可看作是质量均匀分布的圆盘，其质量为 ，半mM 径为 R，转轴垂直于盘面通过盘心，如图所示由于轴上有摩擦，滑轮转动时受到了摩擦阻力矩 的作用设绳不可伸长且与滑轮阻M间无相对滑动求物体的加速度及绳中的张力答案: 由于滑轮有质量，所以不得不考虑滑轮的转动惯性；在转动过程中滑轮还受到阻力矩的作用，在滑轮绕轴作加速转动时，它必须受到两侧绳子的拉力所产生的力矩，以便克服转动惯性与阻力矩的作用，因此滑轮两侧绳子中的拉力一定不相等设两侧绳子中的
20、拉力分别为 和 ，则滑1T2轮及两侧物体的受力如图所示，其中 ，（作用力与反作用力大小相等）2T因为 ，所以左侧物体上升，右侧物体下mM降设其加速度分别为 和 ，据题意可知，绳子不1a2可伸长，则 ，令它们为 a滑轮以顺时针转动，21设其角加速度为 ，则摩擦阻力矩 的指向为逆时针阻M方向，如图所示对于上下作平动的两物体，可以视为质点，由牛顿第二运动定律得（1 ）MaTgm21：对 ：对滑轮作定轴转动，受到的外力矩分别为 和 及 （轴对滑轮的支持力 N 通R21阻过了转轴，其力矩为零）若以顺时针方向转的力矩为正，逆时针转的方向为负，则由刚体定轴转动的转动定律得（2 ）212 1RmJMRT阻据题意可知，绳与滑轮间无相对滑动，所以滑轮边缘上一点的切向加速度和物体的加速度相等，即（3 ）RamMR阻 N1T1amGM2T2amo
