第5章刚体力学.docx
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第5章刚体力学
第5章刚体力学
、选择题(共61题)
1.如图所示,一悬绳长为丨,质量为m的单摆和一长度为丨、质量为m能绕水平轴自由转
1
动的匀质细棒(细棒绕此轴转动惯量是-ml2),现将摆球和细棒同时从与竖直方向成0角
3
的位置由静止释放,当它们运动到竖直位置时,摆球和细棒的角速度之间的关系为
C、«^o2
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
冈寸体的定轴转动
[答案]C
2.轻质绳子的一端系一质量为m的物体,另一端穿过水平桌面上的小孔A,用手拉着,
物体以角速度05绕A转动,如图所示。
若绳子与桌面之间,物体与桌面之间的摩擦均可忽
A、物体的动量守恒
略,则当手用力F向下拉绳子时,下列说法中正确的是()
B、物体的角动量守恒
C、力F对物体作功为零
D、物体与地球组成的系统机械能守恒
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
动量守恒、机械能守恒、角动量守恒
[答案]B
F将绳子向下拉动的过程中
3.如图,细绳的一端系一小球B,绳的另一端通过桌面中心的小孔0用手拉住,小球在水
平桌面上作匀速率圆周运动。
若不计一切摩擦,则在用力
(
A、
C、
)
小球的角动量守恒,动能变大小球的角动量守恒,动能变小
B、小球的角动量守恒,动能不变
D、小球的角动量不守恒,动能变大
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
[答案]A
4.光滑的水平桌面上,有一长为
角动量守恒、动能
2L、
垂直的竖直轴自由转动,其转动惯量为
质量为m的匀质细杆,可绕通过其中点0,且与杆
12
—mL。
开始时,细杆静止,有一个质量为
3
m的小
球沿桌面正对着杆的一端A,在垂直于杆长的方向上以速度
与杆粘在一起转动,则这一系统碰撞后的转动角速度为(
3L
V运动,并与杆的
)
A端碰撞后
A、
V
2L
B、
3v
4L
C、
D、
4v
5L
VI
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
[答案]C
5.如图所示,一静止的均匀细棒,长为
角动量守恒
l,质量为M,可绕通过棒的中点O
12
长的水平轴在竖直面内自由转动,转动惯量为—Ml2。
一质量为m、速度为
12
1
-V,则此棒的角速度为(
2
直方向射入棒的右端,击穿棒后子弹的速度为
A、
mv
Ml
3mv
B、——
Ml
C、
mv
2Ml
D、
3mv
2Ml
、且垂直于棒
v的子弹在竖
「2,则此时小球具有的动能
与小球原有的动能之比为(
A、
'S
1ri
c「2
B、—
c、—
D、
丿r2
「1
4
)
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
[答案]D
角动量守恒
7•人造地球卫星绕地球作椭圆轨道的运动,
卫星的轨道远地点和近地点分别为A和B。
用
ri
6•如图,在一根穿过竖直管内的轻绳一端系一小球,开始时物体在水平面内沿半径为圆周上运动,然后向下拉绳子,使小球的运动轨道半径缩小到
和Ek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、LaALb'EkaAEkb
B、La=Lb,EkaVEkb
C、
La=Lb,Eka>■Ekb
D、La吒Lb,EkaVE©
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
角动量守恒
[答案]B
&如图,P、Q、R、S是附于刚性轻细杆上的4个质点,系统对OO'轴的转动惯量为(
2
A、50ml
22
B、14ml2C、10ml2
2
D9ml2
4m
3m
2m
PQ=QR=RS=l
O'
9.一正方形均匀薄板,已知它对通过中心并与板面垂直的轴的转动惯量为
I。
若以其一条
对角线为轴,它的转动惯量为(
A、21/3
B、I/2
C、I
D、不能确定
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
[答案]B
转动惯量及计算
10.质量分别为m和2m的两质点用一长为I的轻质细杆相连,系统绕过质心且与杆垂直的
轴转动,其中质量为m的质点的线速率为
V,则该系统对质心的角动量为(
A、mvl
B2mvl/3C
3mvl
D、上述答案都不对]
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
[答案]A
刚体的角动量
11.半径分别为R和r(R>r)的两个均质圆柱体从同一固定斜面顶端由静止出发无滑动
地滚下,它们的质心越过同样距离所需要的时间(
A、大圆柱体的长
B、小圆柱体的长
C、一样长
D、需由摩擦系数决定
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
质心运动定律
[答案]C
12.一匀质杆质量为m,长为I,绕通过一端并与杆成日角的轴的转动惯量为(
A、
ml73
Bml712
ml2sin2日/3
D、
ml2sin2日/2
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
转动惯量及计算
[答案]C
13.两小球质量分别为m和3m,用一轻的刚性细杆相连。
对于通过细杆并与之垂直的轴来
说,轴应在图中什么位置处物体系对该轴转动惯量最小
A、x=10cm处
B、
X=20cm处
C、
X=22.5cm处
D、
X=25cm处
3m
O
30(cm)
14.半径均为R的均匀圆柱体和均匀圆柱筒(质量集中在柱面上)从同一固定斜面顶端由
静止开始沿斜面无滑动的滚下,不计空气阻力,它们到达斜面底部所需要的时间
A、圆柱体的长
B、圆柱筒的长
C、一样长
D、要由摩擦系数决定
[属性]难易度:
3分;所属知识点:
[答案]B
刚体的平面运动
15.如图所示,一轻绳跨过两个质量均为
m,半径均为R的均匀圆盘状定滑轮,绳的两端
分别系着质量分别为m和2m的重物,
不计一切摩擦。
将系统由静止释放,绳与两滑轮间
无相对滑动,则两滑轮之间绳内的张力为
A、mg
B、3mg/2C、2mg
D、11mg/8
m,R
m,R
□m
[属性]难易度:
3分;所属知识点:
[答案]B
2m
刚体的定轴转动、转动定律
16.如图所示,一均匀细杆可绕通过其一端的水平轴在竖直平面内自由转动,杆长
5
-m。
3
今使杆与竖直方向成
60°角由静止释放(g取10m/s2),则杆的最大角速度为(
A、3rad/s
B、nrad/s
423m/s
[属性]难易度:
[答案]A
2分;所属知识点:
刚体的定轴转动、转动定律
其球心
17.一匀质球自高为h的斜面顶端由静止出发无滑动地滚下,当它到达斜面底部时,
A、
BJl0gh/7
C、J5gh
D、
j2gh/5
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
质心运动定律
[答案]B
18.关于力矩有以下几种说法:
(1)对某个定轴而言,内力矩不会改变刚体的角动量
(2)作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零
它们的角加速度一定
(3)质量相等,形状和大小不同的两个刚体,在相同力矩的作用下,相等
在上述说法中,()
A、只有
(2)是正确的
B、
(1)、
(2)是正确的
C、
(2)、(3)是正确的
D、
(1)、
(2)、(3)都是正确的
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
力矩、角动量
[答案]B
19.假设卫星环绕地球中心作圆周运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的
A、
角动量守恒,动能也守恒
B、角动量守恒,动能不守恒
C、
角动量不守恒,动能守恒
D、角动量不守恒,动量也不守恒
E、
角动量守恒,动量也守恒
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
角动量守恒、动量守恒
[答案]A
20.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
[答案]B
21.己知地球的质量为m,太阳的质量为
则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为(
地心与日心的距离为R,引力常数为G,
)
A、
m^GMR
GMm
VR
C、
D、
GMm
V2R
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
角动量
[答案]A
22.—人张开双臂手握哑铃坐在转椅上,让转椅转动起来,收回双臂时,人和转椅这一系统的(
(1)
⑵
⑶
⑷
A、
若此后无外力矩作用,则当此人
转速加大,转动动能不变角动量加大转速和转动动能都加大角动量保持不变
(1)(4)B、
(2)(3)
[属性]难易度:
2分;
所属知识点:
C⑶(4)
角动量守恒
D、
(1)
(2)
[答案]C
23.如图所示,一质量为
m的物体,位于质量可以忽略的直立弹簧正上方高度为
h处,该
物体从静止开始落向弹簧。
若弹簧的劲度系数为k,不考虑空气阻力,则物体可能获得的最
大动能是(
A、
mgh
B、
22
.mg
mgh
2k
C、
D、
22
mgh+mkg
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
机械能守恒
[答案]C
24.一水平转台可绕固定的铅直中心轴转动,转台上站着一个人,初始时转台和人都处于静
对铅直中心轴的角动量守恒
动量、机械能和对铅直中心轴的角动量都守恒。
动量守恒、角动量守恒
止状态。
当此人在转台上随意走动时,该系统的动量、角动量和机械能是否守恒正确的说法是()
A、动量守恒B、
C、机械能守恒D、
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
[答案]B
25.如图所示的圆锥摆,摆球量是否守恒正确的说法是(
(1)
⑶
m在水平面上作匀速圆周运动。
摆球m的动能、动量和角动
)
动能不变
关于0点的角动量守恒
⑶(4)
B、
(2)动量守恒
(4)关于00'轴的角动量守恒
C、⑵(3)D、
(1)
(2)
[属性]难易度:
2分;
所属知识点:
动量守恒、角动量守恒
[答案]D
26.轻绳的一端系着质点
m,另一端穿过光滑桌面上的小孔0用力F拉着,如图所示。
质
点原来以等速率V作半径为r的平面圆周运动,当力F拉动绳子向下移动r/2时,该质点的转动角速度为(
A、v/r
72v/r
C、2v/r
D、4v/r
B、
F
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
角动量守恒
[答案]D
27.质量为m、半径为R的均匀圆柱体,动摩擦系数为卩,那么摩擦力做功为(
在倾角为e的斜面上无滑动地滚下s距离,若滑
)
A、0
B一4smgsin日
C、
-4smgcos0
D、
-smgsin0
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
功、滑动摩擦力和滚动摩擦力
[答案]A
OM从水平位置()角加速度增大角加速度增大
28•均匀细杆0M能绕0轴在竖直平面内自由转动,如图所示。
今使细杆开始摆下,在细杆摆动到竖直位置的过程中,其角速度、角加速度的变化是
B、角速度增大,
D、角速度减小,
A、角速度增大,角加速度减小
C、角速度减小,角加速度减小
II
/
/
f
/丿ZZXX
[属性]难易度:
2分;所属知识点:
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- 刚体 力学