大学物理上册第四章刚体练习题
难忘第一次作文-小学生养成教育总结
一、选择题
1. 飞轮绕定轴作匀速转动时, 飞轮边缘上任一点的
[
] (A) 切向加速度为零, 法向加速度不为零
(B) 切向加速度不为零,
法向加速度为零
(C) 切向加速度和法向加速度均为零
(D)
切向加速度和法向加速度均不为零
2. 关于刚体的转动惯量, 以下说法中错误的是
[
] (A) 转动惯量是刚体转动惯性大小的量度
(B)
转动惯量是刚体的固有属性, 具有不变的量值
(C) 转动惯量是标量,
对于给定的转轴, 刚体顺时针转动和逆时针转动时, 其转动
惯量的数值相同
(D) 转动惯量是相对量, 随转轴的选取不同而不同
3.
两个质量相同、飞行速度相同的球A和B, 其中A球无转动, B球转动,
假设要把
它们接住，所做的功分别为A
1
和A
2
, 则 :
[ ] (A) A
1
＞A
2
(B) A
1
＜A
2
(C) A
1
= A
2
(D) 无法判定
4. 银河系中一均匀球体天体, 其半径为R,
绕其对称轴自转的周期为T．由于引力凝
聚作用, 其体积在不断收缩. 则一万年以后应有
[ ] (A) 自转周期变小, 动能也变小 (B) 自转周期变小, 动能增大
(C) 自转周期变大, 动能增大 (D) 自转周期变大, 动能减小
5. 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动. 卫星轨道近地点和远地点分别为A和B，用<
br>L和E
k
分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值, 则应有
[
] (A)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
(B)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
(C)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
(D)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
6. 如图3-1-28所示，一子弹以水平速度
v
射入一静止于光滑水平
面上的木块后随木
块一起运动． 对于这一过程的分析是
m
0
[
] (A) 子弹的动能守恒
m
0
(B)
子弹、木块系统的机械能守恒
(C)
子弹、木块系统水平方向的动量守恒
图3-1-28
(D)
子弹动能的减少等于木块动能的增加
7.
人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动. 若忽略空气阻力和其他星球的作用, 在卫星
的运行过程中
[ ] (A) 卫星的动量守恒, 动能守恒
(B)
卫星的动能守恒, 但动量不守恒
(C) 卫星的动能不守恒,
但卫星对地心的角动量守恒
(D) 卫星的动量守恒, 但动能不守恒
8. 人站在摩擦可忽略不计的转动平台上, 双臂水平地举起二哑铃,
当人在把此二哑铃
水平地收缩到胸前的过程中, 人与哑铃组成的系统有
[ ]
(A) 机械能守恒, 角动量守恒 (B) 机械能守恒, 角动量不守恒
1
(C) 机械能不守恒, 角动量守恒 (D)
机械能不守恒, 角动量不守恒
9. 一人手拿两个哑铃, 两臂平伸并绕右足尖旋转,
转动惯量为
J
, 角速度为
． 若此
人突然将两臂收回,
转动惯量变为
1
J
．如忽略摩擦力,
则此人收臂后的动能与收臂前的
3
动能之比为
[ ] (A) 1 9
(B) 1 3 (C) 9 1 (D) 3 1
10. 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：
(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
在上述说法中
[ ]
(A) 只有(1)是正确的
二、填空题
1. 一质量为60 kg的人站在一质量为60
kg、半径为1 m的均匀圆盘的
边缘,
如图3-2-2所示，圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地
转动．系统原来是静止的，后来人沿圆盘边缘走动, 当他相对于圆盘的
-1
走动速度为
2ms
时，圆盘的角速度大小为
．
2. 如图3-2-4所示，两个完全一样的飞轮,
当用98 N的拉力作用时，产
生角加速度
1
;
当挂一重98 N的重物时, 产生角加速度
2
．则
(B) (1)、(2)正确，(3)、(4)错误
(C)
(1)、(2)、(3)都正确，(4)错误 (D)
(1)、(2)、(3)、(4)都正确
F
1
和
2
的关系为
．
racos
tibsin
tj
，其中
a、b、
皆为常数．则此质点所受的对原点的力矩
M
= ；该质点对原点的角动量
L
=
．
O
0
着一个质量也为m的套管(可看作质点)，
套管用细线拉住，它
l
1
到竖直的光滑固定轴OO′的距离为<
br>l
，杆和套管所组成的系
m
m
2
1
l
2
统以角速度
0
绕OO′轴转动
，如图3-2-11所示．若在转动过
O
程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该
图3-2-11
系统转动的角速度
与套管轴的距离x的函数关系为
．(已知杆本身对
4. 在一水平放置的质量为m、长度为l的均匀细杆上，套
3.
一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动，该曲线在直角坐标系下的定义式为
2
OO′轴的转动惯量为
ml
2
)
5.
一个唱片转盘在电动机断电后的30 s内由
33rmin
减慢到停止，它的角加速度
1
3
1
1
3
是
；它在这段时间内一共转了 圈．
第四章补充习题答案
一、选择
ABBBC CCCDB
二、填空
1.
4
3
rads
1
2.
1
2
3. 0,
m
abk
4.
7l
2
0
4(l
2
3x
2
)
5.
67rmin
2
，8.3
3
一、选择题
1. 飞轮绕定轴作匀速转动时, 飞轮边缘上任一点的
[ ] (A) 切向加速度为零, 法向加速度不为零
(B)
切向加速度不为零, 法向加速度为零
(C) 切向加速度和法向加速度均为零
(D) 切向加速度和法向加速度均不为零
2. 关于刚体的转动惯量, 以下说法中错误的是
[ ] (A) 转动惯量是刚体转动惯性大小的量度
(B)
转动惯量是刚体的固有属性, 具有不变的量值
(C) 转动惯量是标量,
对于给定的转轴, 刚体顺时针转动和逆时针转动时, 其转动
惯量的数值相同
(D) 转动惯量是相对量, 随转轴的选取不同而不同
3.
两个质量相同、飞行速度相同的球A和B, 其中A球无转动, B球转动,
假设要把
它们接住，所做的功分别为A
1
和A
2
, 则 :
[ ] (A) A
1
＞A
2
(B) A
1
＜A
2
(C) A
1
= A
2
(D) 无法判定
4. 银河系中一均匀球体天体, 其半径为R,
绕其对称轴自转的周期为T．由于引力凝
聚作用, 其体积在不断收缩. 则一万年以后应有
[ ] (A) 自转周期变小, 动能也变小 (B) 自转周期变小, 动能增大
(C) 自转周期变大, 动能增大 (D) 自转周期变大, 动能减小
5. 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动. 卫星轨道近地点和远地点分别为A和B，用<
br>L和E
k
分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值, 则应有
[
] (A)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
(B)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
(C)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
(D)
L
A
L
B
,E
kA
E
kB
6. 如图3-1-28所示，一子弹以水平速度
v
射入一静止于光滑水平
面上的木块后随木
块一起运动． 对于这一过程的分析是
m
0
[
] (A) 子弹的动能守恒
m
0
(B)
子弹、木块系统的机械能守恒
(C)
子弹、木块系统水平方向的动量守恒
图3-1-28
(D)
子弹动能的减少等于木块动能的增加
7.
人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动. 若忽略空气阻力和其他星球的作用, 在卫星
的运行过程中
[ ] (A) 卫星的动量守恒, 动能守恒
(B)
卫星的动能守恒, 但动量不守恒
(C) 卫星的动能不守恒,
但卫星对地心的角动量守恒
(D) 卫星的动量守恒, 但动能不守恒
8. 人站在摩擦可忽略不计的转动平台上, 双臂水平地举起二哑铃,
当人在把此二哑铃
水平地收缩到胸前的过程中, 人与哑铃组成的系统有
[ ]
(A) 机械能守恒, 角动量守恒 (B) 机械能守恒, 角动量不守恒
1
(C) 机械能不守恒, 角动量守恒 (D)
机械能不守恒, 角动量不守恒
9. 一人手拿两个哑铃, 两臂平伸并绕右足尖旋转,
转动惯量为
J
, 角速度为
． 若此
人突然将两臂收回,
转动惯量变为
1
J
．如忽略摩擦力,
则此人收臂后的动能与收臂前的
3
动能之比为
[ ] (A) 1 9
(B) 1 3 (C) 9 1 (D) 3 1
10. 有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上：
(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
在上述说法中
[ ]
(A) 只有(1)是正确的
二、填空题
1. 一质量为60 kg的人站在一质量为60
kg、半径为1 m的均匀圆盘的
边缘,
如图3-2-2所示，圆盘可绕与盘面相垂直的中心竖直轴无摩擦地
转动．系统原来是静止的，后来人沿圆盘边缘走动, 当他相对于圆盘的
-1
走动速度为
2ms
时，圆盘的角速度大小为
．
2. 如图3-2-4所示，两个完全一样的飞轮,
当用98 N的拉力作用时，产
生角加速度
1
;
当挂一重98 N的重物时, 产生角加速度
2
．则
(B) (1)、(2)正确，(3)、(4)错误
(C)
(1)、(2)、(3)都正确，(4)错误 (D)
(1)、(2)、(3)、(4)都正确
F
1
和
2
的关系为
．
racos
tibsin
tj
，其中
a、b、
皆为常数．则此质点所受的对原点的力矩
M
= ；该质点对原点的角动量
L
=
．
O
0
着一个质量也为m的套管(可看作质点)，
套管用细线拉住，它
l
1
到竖直的光滑固定轴OO′的距离为<
br>l
，杆和套管所组成的系
m
m
2
1
l
2
统以角速度
0
绕OO′轴转动
，如图3-2-11所示．若在转动过
O
程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该
图3-2-11
系统转动的角速度
与套管轴的距离x的函数关系为
．(已知杆本身对
4. 在一水平放置的质量为m、长度为l的均匀细杆上，套
3.
一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动，该曲线在直角坐标系下的定义式为
2
OO′轴的转动惯量为
ml
2
)
5.
一个唱片转盘在电动机断电后的30 s内由
33rmin
减慢到停止，它的角加速度
1
3
1
1
3
是
；它在这段时间内一共转了 圈．
第四章补充习题答案
一、选择
ABBBC CCCDB
二、填空
1.
4
3
rads
1
2.
1
2
3. 0,
m
abk
4.
7l
2
0
4(l
2
3x
2
)
5.
67rmin
2
，8.3
3