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刚体定轴转动练习题

一、选择题

?1、一刚体以每分钟60转绕Z轴做匀速转动（?沿Z轴正方向）。设某

?????3i?4j?5k，其单位为10?2m，若以时刻刚体上一点P的位置矢量为r10?2m/s为速度单位，则该时刻P点的速度为：（ ）

??????A ?＝94.2i+125.6j+157.0k； B ?=34.4k；

??????C ?=-25.1i+18.8j； D ?=-25.1i-18.8j； 2、一均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水O 平固定光滑轴转动，如图所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？（ ）

A 角速度从小到大，角加速度从大到小。 B 角速度从小到大，角加速度从小到大。 C 角速度从大到小，角加速度从大到小。 D 角速度从大到小，角加速度从小到大。

3、刚体角动量守恒的充分而必要的条件是：（ ）

A 刚体不受外力矩的作用 B 刚体所受合外力矩为零

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C 刚体所受的合外力和合外力矩均为零 D 刚体的转动惯量和角速度均保持不变

4、某刚体绕定轴做匀变速转动时，对于刚体上距转轴为r出的任一质元?m来说，它的法向加速度和切向加速度分别用an和at来表示，则下列表述中正确的是 （ ）

（A）an、at的大小均随时间变化。 （B）an、at的大小均保持不变。

（C）an的大小变化, at的大小恒定不变。 （D）an的大小恒定不变, at的大小变化。

5、有两个力作用在一个有固定转轴的刚体：

（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；

（3） 当这两个力对轴的合力矩为零时，它们的合力也一定是零。

A 只有（1）是正确的。 B （1），（2）正确，（3），（4）错误。

C （1），（2），（3）都是正确，（4）错误。 D （1），（2），（3），（4）都正确。

6、如图所示，一静止的均匀细棒，长为L、质量为M，可绕通过棒的端点且垂直于棒长的光滑固定轴O在水平面内转动，转动惯量为

O 俯视图 1?V 2V ML2/3。一质量为m、速度为V的子弹在水平内沿与棒垂直的方向射入并穿入棒的自由端，设穿过棒后子弹的速率为应为：（ ）

A C

mV3mV； B ；

2MLML5mV7mV； D ； 3ML4ML1V，则此棒的角速度 2

7、一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上，让转椅转动起来，若此后无外

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力矩作用，则当此人收回双臂时，人和转椅这一系统的 （ ）

A.转速加大，转动动能不变； B.角动量加大； C.转速和转动动能都减小； D.角动量保持不变； 8、有a、b两个半径相同，质量相同的细圆环，其中a环的质量均匀分布，而b环的质量分布不均匀，若两环对过环心且与环面垂直轴的转动惯量分别为I和I，则 （ ）

A.I?I； B. I?I； C. I?I； D.无法确定I和I的相对大小。

9、下列说法正确的是： （ ）

A.系统的动量守恒，它的角动量也一定守恒； B.系统的角动量守恒，它的动量也必定守恒； C.系统的角动量守恒，它的机械能也一定守恒； D.以上表述均不正确；

10、如图所示。一悬线长为l，质量为m的单摆和一 长为l，质量为m能绕水平轴自由转动的均匀细杆，现将摆球和细杆同时从与竖直方向成?角的位置由静止释放，当它们运动到竖直位置时，摆球和细杆的角速度之间的关系为 （ ）

A.???； B.???； C.???； D.无法确定； 二、填空题

ababababab1212121、如图所示，一匀质木球固结在一细棒下端，且可绕水平光滑固定轴O转动，今有一子弹沿着与水平面成一角度的方向击中木球而嵌于其中，则在此击中过程中，木球、子弹、细棒系统的 守恒。原因

O 是 。木球击中后的升高过程中，对木球、子弹、细棒、地球的系统是 守恒。

2、刚体的转动惯量取决于下列三个因素：（1） ；

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（2） ；（3） 。

3、一根均匀棒，长为?，质量为m，可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在铅直面内自由转动。开始时棒静止在水平位置，当它自由下摆时，它的初角速度等于 ，初角加速度等于 。已知均匀棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为1m?2。

3

4、长为1m、质量为600g的均匀细杆，可绕过其中心且与杆长垂直的轴水平转动。设杆的转速为30rev.min-1，其转动动能为 。 5、一根长为?，质量为m的均匀棒，可绕通过其一端且与其垂直的固定轴在铅直面内自由转动，干的另一端与一质量也为m的小球固连。当系统从水平

位置由静止转过角度?时，则系统的角速度为?? ；动能为

Ek? 。在此过程中力矩所作的功为

A= 。

6、半径为r = 1.5 m的飞轮，初角速度?0?10rad?s?1，角加速度???5rad?s?2，

则在t = 时角位移为零，而此时边缘上点的线速度?? 。 7、一冲床的飞轮，转动惯量为I?25kg?m，并以角速度?20?10?rad/s转动。

在带动冲头对板材做成型冲压过程中，所需的能量全部由来飞轮提供。已知冲压一次，需做功4000J,则在冲压过程之末飞轮的角速度为

?? 。

三、判断题

1、对于定轴转动的刚体，其转动惯量的大小与它的质量、质量分布以及定轴的位置有关。判断下列说法的正误。

（1）形状、大小相同的均匀刚体总质量越大，转动惯量越大。（ ）

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