大学物理活页作业答案（全套）(3)

6.刚体转动单元练习（一）答案 1．B 2．C 3．C 4．C

5．v = 1.23 m/s；an = 9.6 m/s2；α = –0.545 rad/ s2；N = 9.73转。 6．

Jln2 kFr?39.2rad/s2 J7．解：（1）由转动定律，??（2）由刚体转动的动能定理Ek??Ek?Fh?490J （3）根据牛顿运动定律和转动定律：

mg–F’=ma rF’=Jα a=rα

联立解得飞轮的角加速度??mg?21.8rad/s2 2J?mrl123g?ml? ?? 232l8．解：（1）由转动定律 mg（2）取棒与地球为系统，机械能守恒

Ek?1mgl 2111mgl??ml2??2 ??2233g l (3)棒下落到竖直位置时

2质点运动学单元练习二答案—11

9．解：（1）系统的能量守恒，有mgh?11mv2?J?2 22v?r?

联立解得： v?2mghr2 ； ??2mr?J2mgh 2mr?J（2）设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T，则根据牛顿运动定律和转动定律得：

mg – T＝ma T r＝J? 由运动学关系有： a = r? 联立解得： T?

10．解：以中心O 为原点作坐标轴Ox、Oy和Oz如图所示，取质量为

dm??dxdy

mgJ

J?mr2式中面密度?为常数，按转动惯量定义，

b2b?2a2a?2Jz??(x?y)dm???dx?(x2?y2)dy?薄板的质量 m??ab 所以 Jz?

22?(ab3?a3b) 12m2(a?b2) 122质点运动学单元练习二答案—12

7.刚体转动单元练习（二）答案

1．C 2．A 3．D 4．B 5．3?o；

1Jo 36．

412?o；Jo?o 327．解：小球转动过程中角动量守恒

ro2mr?o?m? ??4?o

42oW?121232J??J?o?mro2?o 2228．子弹与木杆在水平方向的角动量守恒

2?6m2vl?1l??2?m2v?m1l?m2???? ??

????m1?3m2l2?12?2??9．解：圆环所受的摩擦力矩为M??mgR，

由转动定律 ?mgR?mR?， ??至圆环停止所经历的时间 t?2?g R?0?0R? ??g10．解：落下过程棒的机械能守恒。设棒刚到竖直位置时角速度为?

11L?ML2?2?Mg， ① 232碰撞过程，物体与棒系统角动量守恒

2质点运动学单元练习二答案—13

mvx?1ML2?， ② 3碰撞过程轴不受侧向力，物体与棒系统水平方向动量守恒

mv?①、③消去?，得 v?LM?， ③ 2M3gL， ④ 2m②、④消去v，得 x?23L.

2质点运动学单元练习二答案—14

8.机械振动单元练习（一）答案 1． B 2． B 3． C 4． A

5． x?0.10cos(π/6t?π/3)m 6． 2:1

7． 解：A?0.1m，??2π/T?π

运动方程x?Acos(?t??)?0.1cos(πt??)m

（1）由旋转矢量法???π/2，x?0.1cos(πt?π/2)m； （2）由旋转矢量法??π/3，x?0.1cos(πt?π/3)m； （3）由旋转矢量法??π，x?0.1cos(πt?π)m。

8． 解：木块处于平衡位置时，浮力大小F?mg。上下振动时，取其处于力平衡

位置点为坐标原点，竖直向下作为x轴正向，则当木块向下偏移x位移时，合外力为

?F?P?F'

其中，浮力F'?F??gSx?mg??gax

合外力

2?F?P?F'???gax??kx

2k??ga2为常数，表明木块在其平衡位置上下所作的微小振动是简谐运动。

d2xd2x?ga2x?0 由?F?m2可得木块运动的微分方程为2?dtdtm2质点运动学单元练习二答案—15

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