刚体转动练习卷(附答案)

免费可打印的刚体转动练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
k = 0.45 m700 → 1600 rpm110 kg

质量为 110 kg、回转半径为 0.45 m 的飞轮,从 700 rpm 匀加速到 1600 rpm。 驱动转矩为恒定的 230 N·m,摩擦可以忽略。这需要多长时间 t?

m = 110 kgk = 0.45 mn1 = 700 rpmn2 = 1600 rpmT = 230 N·m
t = s
2.简单
Or = 0.05 mL = 1.5 m1.55 m4 kg2.5 kg

一个摆由一根均匀细杆(4 kg,长 1.5 m)组成,杆的上端 O 为枢轴,杆的下端固定着一个质量为 2.5 kg、半径为 0.05 m 的薄实心圆盘。圆盘在自身平面内摆动,其圆心在 O 下方 1.55 m 处。 求摆对 O 的质量转动惯量 IO。

mrod = 4 kgL = 1.5 mmdisc = 2.5 kgr = 0.05 md = 1.55 m
IO = kg·m²
3.中等
3.5 kgaαM = 9 kgR = 0.1 m

一个 3.5 kg 的物块悬挂在绕过滑轮的轻绳上,滑轮是质量为 9 kg、半径为 0.1 m 的均匀实心圆盘,在无摩擦的水平轴上转动。物块从静止释放。取 g = 9.81 m/s²。 求物块下落 4 m 后的速度 v。

m = 3.5 kgM = 9 kgR = 0.1 mg = 9.81 m/s²h = 4 m
v = m/s
4.中等
n = 700 rpmP = 33 kW

一根轴在 700 rpm 时传递 33 kW。求轴中的转矩 T。

P = 33 kWn = 700 rpm
T = N·m
5.困难
280 m/s15 g0.8 mL = 1.5 m8 kg

质量为 8 kg、长为 1.5 m 的均匀细杆,从无摩擦的上端枢轴处静止悬挂。一颗 15 g 的子弹以 280 m/s 的速度水平击中杆上枢轴下方 0.8 m 处并留在杆中。 求撞击后瞬间杆的角速度 ω。

M = 8 kgL = 1.5 mm = 15 gv = 280 m/sd = 0.8 m
ω = rad/s
6.困难
1 m/sω

一个质量为 1 kg 的实心球以 1 m/s 的速度无滑动地滚动。 转动动能占总动能的百分之几 p?

m = 1 kgv = 1 m/sI = (2/5)·m·r²
p = %

答案

  1. 1. t = 9.128 s
  2. 2. IO = 9.009 kg·m²
  3. 3. v = 5.86 m/s
  4. 4. T = 450.2 N·m
  5. 5. ω = 0.5591 rad/s
  6. 6. p = 28.57 %

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