大学物理刚体的定轴转动习题及答案VIP专享

1 第 4 章 刚 体 的 定 轴 转 动 习 题 及 答 案 1 ． 刚 体 绕 一 定 轴 作 匀 变 速 转 动 ， 刚 体 上 任 一 点 是 否 有 切 向 加 速 度 ？ 是 否 有 法 向 加 速 度 ？ 切 向 和 法向 加 速 度 的 大 小 是 否 随 时 间 变 化 ？ 答 ： 当 刚 体 作 匀 变 速 转 动 时 ,角 加 速 度  不 变 。 刚 体 上 任 一 点 都 作 匀 变 速 圆 周 运 动 ， 因 此 该 点 速率 在 均 匀 变 化 ， vl， 所 以 一 定 有 切 向 加 速 度tal， 其 大 小 不 变 。 又 因 该 点 速 度 的 方 向 变 化 ，所 以 一 定 有 法 向 加 速 度2nal， 由 于 角 速 度 变 化 ， 所 以 法 向 加 速 度 的 大 小 也 在 变 化 。 2 . 刚 体 绕 定 轴 转 动 的 转 动 定 律 和 质 点 系 的 动 量 矩 定 理 是 什 么 关 系 ？ 答 ： 刚 体 是 一 个 特 殊 的 质 点 系 ， 它 应 遵 守 质 点 系 的 动 量 矩 定 理 ， 当 刚 体 绕 定 轴 Z 转 动 时 ， 动 量矩 定 理 的 形 式 为zzdLMdt，zM 表 示 刚 体 对 Z 轴 的 合 外 力 矩 ，zL 表 示 刚 体 对 Z 轴 的 动 量 矩 。2zi iLm lI,其 中2i iIm l ， 代 表 刚 体 对 定 轴 的 转 动 惯 量 ， 所 以 zzdLddMIIIdtdtdt。 既 zMI。 所 以 刚 体 定 轴 转 动 的 转 动 定 律 是 质 点 系 的 动 量 矩 定 理 在 刚 体 绕 定 轴 转 动 时 的 具 体 表 现 形 式 ，及 质 点 系 的 动 量 矩 定 理 用 于 刚 体 时 在 刚 体 转 轴 方 向 的 分 量 表 达 式 。 3 ． 两 个 半 径 相 同 的 轮 子 ， 质 量 相 同 ， 但 一 个 轮 子 的 质 量 聚 集 在 边 缘 附 近 ， 另 一 个 轮 子 的 质 量 分 布比 较 均 匀 ， 试 问 ： （ 1） 如 果 它 们 的 角 动 量 相 同 ， 哪 个 轮 子 转 得 快 ？ （ 2） 如 果 它 们 的 角 速 度 相 同 ，哪 个 轮 子 的 角 动 量 大 ？ 答 ...