发布时间 : 星期三 文章大学物理（力学）试卷附答案更新完毕开始阅读aede3a782f60ddccda38a0ef
大 学 物 理（力学）试 卷
一、选择题（共27分） 1．（本题3分）
A 如图所示，A、B为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．AB滑轮挂一质量为M的物体，B滑轮受拉力F，而且F＝Mg．设A、B两滑轮的角加速度分别为?A和?B，不计滑轮轴的摩擦，则有 FM (A) ?A＝?B． (B) ?A＞?B．
(C) ?A＜?B． (D) 开始时?A＝?B，以后?A＜?B． ［ ］ 2．（本题3分）
几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体
(A) 必然不会转动． (B) 转速必然不变．
(C) 转速必然改变． (D) 转速可能不变，也可能改变． ［ ］ 3．（本题3分）
关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关． （B）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关． （C）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置．
（D）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关． ［ ］ 4．（本题3分）
一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M的定滑轮，绳的两端分别悬
O 有质量为m1和m2的物体(m1＜m2)，如图所示．绳与轮之间无相对滑动．若
某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力 (A) 处处相等． (B) 左边大于右边．
(C) 右边大于左边． (D) 哪边大无法判断． ［ ］
m m1 25．（本题3分）
将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，现在在绳端挂一质量
为m的重物，飞轮的角加速度为?．如果以拉力2mg代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于?． (B) 大于?，小于2??．
(C) 大于2??． (D) 等于2??． ［ ］ 6．（本题3分）
花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为J0，角速度为
?0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为J0．这时她转动的角速度变为
131?0． (B) 1/3??0． 3 (C) 3??0． (D) 3 ??0． ［ ］
(A)
7．（本题3分）
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．
(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，它们的角加速度一定相等．
在上述说法中，
(A) 只有(2) 是正确的．
1
?? (B) (1) 、(2) 是正确的． (C) (2) 、(3) 是正确的．
(D) (1) 、(2) 、(3)都是正确的． ［ ］ 8．（本题3分）
m 一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转 m 动，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，子弹射入圆盘并且留
O 在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度? M (A) 增大． (B) 不变． (C) 减小． (D) 不能确定． ［ ］ 9．（本题3分）
质量为m的小孩站在半径为R的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v
的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为
mR2?v?mR2?v? (A) ????，顺时针． (B) ????，逆时针．
J?R?J?R?mR2?v?mR2?v?(C) ????，顺时针． (D) ????，逆时针． ［ ］
J?mR2?R?J?mR2?R?二、填空题（共25分）
10．（本题3分）
半径为20 cm的主动轮，通过皮带拖动半径为50 cm的被动轮转动，皮带与轮之间无相
-对滑动．主动轮从静止开始作匀角加速转动．在4 s内被动轮的角速度达到8?rad·s1，则主动轮在这段时间内转过了________圈． 11．（本题5分）
绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t＝0时角速度为??0＝5 rad / s，t＝20 s时角速度为? = 0.8??0，则飞轮的角加速度??＝______________，t＝0到 t＝100 s时间内飞轮所转过的角度??＝___________________． 12．（本题4分）
半径为30 cm的飞轮，从静止开始以0.50 rad·s-2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°时的切向加速度at＝________，法向加速度an＝_______________． 13．（本题3分）
一个作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量为J．正以角速度?0＝10 rad·s-1匀速转动．现对物体加一恒定制动力矩 M ＝－0.5 N·m，经过时间t＝5.0 s后，物体停止了转动．物体的转动惯量J＝__________． 14．（本题3分）
一飞轮以600 rev/min的转速旋转，转动惯量为2.5 kg·m2，现加一恒定的制动力矩使飞轮在1 s内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M＝_________． 15．（本题3分）
质量为m、长为l的棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直 l ?光滑固定轴O在水平面内自由转动(转动惯量J＝m l 2 / 12)．开始
v0 m 时棒静止，现有一子弹，质量也是m，在水平面内以速度v 0垂直 O 射入棒端并嵌在其中．则子弹嵌入后棒的角速度??＝ m 俯视图 _____________________．
16．（本题4分）在一水平放置的质量为m、长度为l的均匀
细杆上，套着一质量也为m的套管B(可看作质点)，套管用细线拉住，它到竖直的光滑固定轴OO＇的距离为
1l，杆和套管所组成的系统以角速度?0绕OO＇轴转动，如图所示．若22
在转动过程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该系统转动的角速度?
与套管离轴的距离x的函数关系为_______________．(已知杆本身对OO＇轴的转动惯量为ml )
三、计算题（共38分） 17．（本题5分）
如图所示，一圆盘绕通过其中心且垂直于盘面的转轴，以角速度?作定轴转动，A、B、C三点与中心的距离均为r．试求图示
????A点和B点以及A点和C点的速度之差vA?vB和vA?vC．如果
132B?C O? A ?0 l m m 该圆盘只是单纯地平动，则上述的速度之差应该如何？ 18．（本题5分）
一转动惯量为J的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为?0．设
它所受阻力矩与转动角速度成正比，即M＝－k? (k为正的常数)， O 求圆盘的角速度从?0变为?0时所需的时间．
19．（本题10分）
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，绳的两端分别挂着质量为m和2m的重物，如图所示．绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑．两个定滑轮的转动惯量均为
12l
1212mr．将由两个定滑轮以及质量为m和2m的重物组成的系统2m,rmm,r2m 从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力．
20．（本题8分）
如图所示，A和B两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两AB22
轮的转动惯量分别为 J＝10 kg·m 和 J＝20 kg·m．开始C时，A轮转速为600 rev/min，B轮静止．C为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A、B分别与C的左、右两个组件相连，?A 当C的左右组件啮合时，B轮得到加速而A轮减速，直到两
轮的转速相等为止．设轴光滑，求：
(1) 两轮啮合后的转速n； ?0 (2) 两轮各自所受的冲量矩．
21．（本题10分）空心圆环可绕光滑的竖直固定轴AC自由转动，转
A动惯量为J0，环的半径为R，初始时环的角速度为?0．质量为m的小
R球静止在环内最高处A点，由于某种微小干扰，小球沿环向下滑动，B问小球滑到与环心O在同一高度的B点和环的最低处的C点时，环的C角速度及小球相对于环的速度各为多大?(设环的内壁和小球都是光滑
的，小球可视为质点，环截面半径r< 绕固定轴作匀变速转动的刚体，其上各点都绕转轴作圆周运动．试问刚体上任意一点是否有 切向加速度？是否有法向加速度？切向加速度和法向加速度的大小是否变化？理由如何？ 23．（本题5分） 一个有竖直光滑固定轴的水平转台．人站立在转台上，身体的中心轴线与转台竖直轴线重合，两臂伸开各举着一个哑铃．当转台转动时，此人把两哑铃水平地收缩到胸前．在这一收缩过程中， (1) 转台、人与哑铃以及地球组成的系统机械能守恒否？为什么？ (2) 转台、人与哑铃组成的系统角动量守恒否？为什么？ 3 (3) 每个哑铃的动量与动能守恒否？为什么？ 大 学 物 理（力学） 试 卷 解 答 一、选择题（共27分）C D C C C D B C A 二、填空题（共25分） 10．（本题3分）20 参考解： r1?1＝r2?2 , ?1 = ?1 / t1 , ?11＝ ?221t1 n?1r211?12??4?r?2t1??5?8??4=20 rev 14?211．（本题5分）－0.05 rad·s-2 （3分）250 rad（2分） 12．（本题4分）0.15 m·s-2（2分）1.26 m·s-2（2分） 参考解： at=R·??=0.15 m/s2 an=R??2=R·2???=1.26 m/s2 13．（本题3分）0.25 kg·m2（3分） 14．（本题3分）157N·m （3分） 15．（本题3分）3v0/(2l) 16．（本题4分）7l2?04?l2?3x2? v?B B v???A 三、计算题（共38分） 17．（本题5分）v?C A C 解：由线速度v? ????r? 得A、B、C三点的线速度 v???v?Av??A?vB?vC?r? 1分 A－vB各自的方向见图．那么，在该瞬时?? θ －v? B vA?vB?2v?A?2r? ?＝45° 同时 v???A?vC?2vA?2r? 方向同v?A． 平动时刚体上各点的速度的数值、方向均相同，故 ? ? v? ?v???AB?vA?vC?0 ［注］此题可不要求叉积公式，能分别求出 vA、vB的大小，画出其方向即可． 18．（本题5分） 解：根据转动定律： ?????????????? ???? Jd? / dt = -k?????????????????????????????????????????????????? ∴ d????kJdt 两边积分： ??0/21t???0 0?d??kJdt 得 ln2 = kt / J ∴ t＝(J ln2) / k 19．(本题10分) -v?v?CA 2分 1分 1分 2分 3分 4