大学物理05刚体的定轴转动习题解答

第五章 刚体的定轴转动 一 选择题 1. 一绕定轴转动的刚体，某时刻的角速度为，角加速度为，则其转动加快的依据是：（ ） A. > 0 B. > 0，> 0 C. < 0，> 0 D. > 0，< 0 解：答案是B。 2. 用铅和铁两种金属制成两个均质圆盘，质量相等且具有相同的厚度，则它们对过盘心且垂直盘面的轴的转动惯量。 （ ） A. 相等； B. 铅盘的大； C. 铁盘的大； D. 无法确定谁大谁小 解：答案是C。 简要提示：铅的密度大，所以其半径小，圆盘的转动惯量为：2/2MrJ 。 3. 一轻绳绕在半径为r的重滑轮上，轮对轴的转动惯量为J，一是以力 F 向下拉绳使轮转动；二是以重量等于 F 的重物挂在绳上使之转动，若两种情况使轮边缘获得的切向加速度分别为a1 和 a2，则有： （ ） A. a1 = a 2 B. a 1 > a 2 C. a 1< a 2 D. 无法确定 解：答案是B。 简要提示：(1) 由定轴转动定律，1JFr和11ra ，得：JFra/21  (2) 受力分析得：2222raJTrmaTmg，其中 m 为重物的质量，T 为绳子的张力。得：)/(222mrJFra，所以 a 1 > a 2。 4. 一半径为R，质量为m 的圆柱体，在切向力 F 作用下由静止开始绕轴线作定轴转动，则在 2 秒内 F 对柱体所作功为： （ ） A. 4 F2/ m B. 2 F2 / m C. F2 / m D. F2 / 2 m 解：答案是A。 简要提示：由定轴转动定律： 221 MRFR ，得：mRFt4212  所以：mFMW/42 5. 一电唱机的转盘正以 0 的角速度转动，其转动惯量为J1，现将一转动惯量为J2 的唱片置于转盘上，则共同转动的角速度应为： （ ） A．0211JJJ B．0121JJJ  C．021 JJ D．012 JJ 解：答案是A。 简要提示：角动量守恒 6. 已知银河系中一均匀球形天体，现时半径为R，绕对称轴自转周期为T，由于引力凝聚作用，其体积不断收缩，假设一万年后，其半径缩小为r，则那时该天体的：（ ） A. 自转周期增加，转动动能增加； B. 自转周期减小，转动动能减小； C. 自转周期减小，转动动能增加； D. 自转周期增加，转动动能减小。 解：答案是C。 简要提示： 由角动量守恒，2025252MrMR，得转动角频率增大，所以转动周期减小。转动动能为22k2020k5221,5221MrEMRE可得Ek > Ek0。 7. 绳子通过高处一固定的、质量不能忽略的滑轮，两端...