大学物理学(课后答案)第4章

第4 章 刚体的定轴转动 习 题 一 选择题 4-1 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体下，对此有以下几种说法：（1）这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零；（2）这两个力都垂直于轴作用时，它们对轴的合力矩可能是零；(3）当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定是零；（4）当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零．对L 述说法下述判断正确的是[ ] （A）只有（l）是正确的 （B）（1）、（2）正确，（3）、（4）错误 （C）(1)、（2）、（3）都正确 （D）（1）、（2）、（3）、（4）都正确 解析：力矩是描述力对刚体转动的作用，Mr F 。因此合力为零时，合力矩不一定为零；合力矩为零时，合力也不一定为零。两者并没有一一对应的关系。答案选B。 4-2 有A 、 B 两半径相同，质量相同的细圆环。 A环的质量均匀分布，B 环的质量不均匀分布，设它们对过环心的中心轴的转动惯量分别为AI 和BI ，则有[ ] （A）ABII （B）ABII （C）无法确定哪个大 （D）ABII 解析：转动惯量2i iiIm r，由于A 、 B 两细圆环半径相同，质量相同，所以转动惯量相同2ABIImR，而与质量分布均匀与否无关。选D。 4-3 均匀细棒OA 可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图 4-3 所示．今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法正确的是[ ] （A）角速度从小到大，角加速度不变 （B）角速度从小到大，角加速度从小到大 （C）角速度从小到大，角加速度从大到小 （D）角速度不变，角加速度为零 解析：在棒摆到竖直位置的过程中，重力势能和转动动能相互转化，因此转速越来越大，即角速度从小到大。整个过程中棒只受到重力矩的作用，211cos23Mm glJm l，所以3 cos2gl，随着转角 逐渐增大，角加速度 由大变小。答案选C。 4-4 一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动，轴间摩擦不计．如图射来两个质量相同、速度大小相同、方向相反并在一条直线上的子弹，它们同时射人圆盘并且留在盘内，在子弹射入后的瞬间，对于圆盘和子弹系统的角动量 L 以及圆盘的角速度ω则有[ ] （A）L 不变，ω增大 （B）两者均不变 （C）L 不变，ω减少 （D）两者均不确定 解析：对于圆盘和子弹组成的系统，在子弹射入前后系统的合外力矩为零，因此角动量守恒，L 不变。又由角动量守恒可知，221211 (2 )22MRMmR...