東北大學(xué)大學(xué)物理附加題答案第4145章作業(yè)答案.doc

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1、個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途第4章剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)一、教材:選擇填空題1～4；計(jì)算題:13，27，31二、附加題（一）、選擇題1、有兩個(gè)半徑相同，質(zhì)量相等的細(xì)圓環(huán)和．環(huán)的質(zhì)量分布均勻，環(huán)的質(zhì)量分布不均勻．它們對(duì)通過(guò)環(huán)心并與環(huán)面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為和，則和的關(guān)系為[C］A、B、C、D、無(wú)法確定2、假設(shè)衛(wèi)星環(huán)繞地球中心作圓周運(yùn)動(dòng),則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，衛(wèi)星對(duì)地球中心的［A］A、角動(dòng)量守恒，動(dòng)能也守恒;B、角動(dòng)量守恒，動(dòng)能不守恒C、角動(dòng)量不守恒，動(dòng)能守恒；D、角動(dòng)量不守恒，動(dòng)量也不守恒E、角動(dòng)量守恒,動(dòng)量也守恒3、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)

2、員繞通過(guò)自身的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始時(shí)兩臂伸開(kāi)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，角速度為．然后她將兩臂收回，使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少為．此時(shí)她轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)椋跠］A、B、C、D、4、如圖所示，一靜止的均勻細(xì)棒，長(zhǎng)為、質(zhì)量為，可繞通過(guò)棒的端點(diǎn)且垂直于棒長(zhǎng)的光滑固定軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為．一質(zhì)量為、速率為的子彈在水平面內(nèi)沿與棒垂直的方向射出并穿出棒的自由端，設(shè)穿過(guò)棒后子彈的速率為,則此時(shí)棒的角速度為［B］A、B、C、D、(二）、計(jì)算題1、質(zhì)量分別為m和2m，半徑分別為r和2r的兩個(gè)均質(zhì)圓盤,同軸地粘在一起，可繞通過(guò)盤心且垂直于盤面的水平光滑軸轉(zhuǎn)

3、動(dòng)，在大小盤邊緣都繞有細(xì)繩,繩下端都掛個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途一質(zhì)量為m的重物,盤繩無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，如圖所示,求:1)圓盤對(duì)水平光滑軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；2)圓盤的角加速度.解：(1）(2）O2、一根長(zhǎng)為l，質(zhì)量為M的均質(zhì)細(xì)桿，其一端掛在一個(gè)光滑的水平軸上，靜止在豎直位置.有一質(zhì)量為m的子彈以速度v0從桿的中點(diǎn)穿過(guò),穿出速度為v,求：1）桿開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度；2）桿的最大擺角。解:（1）碰撞前后角動(dòng)量守恒（2）碰撞后機(jī)械能守恒3、一半圓形均質(zhì)細(xì)桿，半徑為R,質(zhì)量為M，求半圓形均質(zhì)細(xì)桿對(duì)過(guò)細(xì)桿二端AA`軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量．解：4、電

4、風(fēng)扇開(kāi)啟電源后經(jīng)過(guò)5s達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)角速度為每秒5轉(zhuǎn)，關(guān)閉電源后經(jīng)過(guò)風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)，已知風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，且摩擦力矩個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途和電磁力矩均為常量,求電機(jī)的電磁力矩。解:由定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律得:，即5、水平面內(nèi)有一靜止的長(zhǎng)為、質(zhì)量為的細(xì)棒,可繞通過(guò)棒一末端的固定點(diǎn)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。今有一質(zhì)量為、速率為的子彈在水平面內(nèi)沿棒的垂直方向射向棒的中點(diǎn),子彈穿出時(shí)速率減為，當(dāng)棒轉(zhuǎn)動(dòng)后，設(shè)棒上單位長(zhǎng)度受到的阻力正比于該點(diǎn)的速率(比例系數(shù)為k）試求：（1）子彈穿出時(shí)，棒的角速度為多少?（2）當(dāng)棒以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受到的阻力矩為多大

5、?（3）棒從變?yōu)闀r(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為多少？解：（1）以子彈和棒組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象.取子彈和棒碰撞中間的任一狀態(tài)分析受力，子彈與棒之間的碰撞力、是內(nèi)力。一對(duì)相互作用力對(duì)同一轉(zhuǎn)軸來(lái)說(shuō)，其力矩之和為零。因此，可以認(rèn)為棒和子彈組成的系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)軸的合外力矩為零,則系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量守恒。解上述兩式得：（2)設(shè)在離轉(zhuǎn)軸距離為得取一微元，則該微元所受的阻力為:該微元所受的阻力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩為：則細(xì)棒所受到的總阻力矩為:（3）由剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律得，題圖3-24即上式可化為:對(duì)上式兩邊分別積分得：個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途解上式積分得:把

6、代入上式得:第14章相對(duì)論作業(yè)一、教材：選擇填空題1～3；計(jì)算題:15,16,20，24二、附加題（一)、選擇題1、在某地發(fā)生兩件事，靜止位于該地的甲測(cè)得時(shí)間間隔為4s,若相對(duì)于甲作勻速直線運(yùn)動(dòng)的乙測(cè)得時(shí)間間隔為5s,則乙相對(duì)于甲的運(yùn)動(dòng)速度是(表示真空中光速)[B]A、B、C、D、2、邊長(zhǎng)為的正方形薄板靜止于慣性系的平面內(nèi)，且兩邊分別與軸平行．今有慣性系以（為真空中光速）的速度相對(duì)于系沿軸作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則從系測(cè)得薄板的面積為［A]A、B、C、D、3、設(shè)某微觀粒子的總能量是它的靜止能量的倍，則其運(yùn)動(dòng)速度的大小為(

7、以表示真空中的光速)[B］A、B、C、D、4、質(zhì)子在加速器中被加速，當(dāng)其動(dòng)能為靜止能量的4倍時(shí)，其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的[B］A、4倍B、5倍C、6倍D、8倍5、在慣性參考系中,有兩個(gè)靜止質(zhì)量都是的粒子A和B，分別以速度沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，相碰后合在一起成為一個(gè)粒子，則合成粒子靜止質(zhì)量的值為（表示真空中光速)［D］A、B、C、D、6、把一個(gè)靜止質(zhì)量為的粒子，由靜止加速到為真空中光速）需做的功等于［］個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途A、B、C、D、（二）、計(jì)算題1、已知p介子在其靜止系中的半衰期為。今有一束介子以的速度離開(kāi)加速器

8、，試問(wèn)，從實(shí)驗(yàn)室參考系看來(lái)，當(dāng)介子衰變一半時(shí)飛越了多長(zhǎng)的距離?解：在介子的靜止系中，半衰期是本征時(shí)間.由時(shí)間膨脹效應(yīng),實(shí)驗(yàn)室參系中的觀察者測(cè)得的同一過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間為：因而飛行距離為2、一靜止體積為V0,靜止質(zhì)量為m0的立方體沿其一棱的方向相對(duì)于觀察者A以速度v運(yùn)動(dòng)，則觀察者A測(cè)得立方體的體積、質(zhì)量和質(zhì)量密度為多少？解：3、已知一粒子的靜止質(zhì)量為m0，當(dāng)其動(dòng)能等于其靜止能