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 = 0.2 mn = 700 rpm90 kg

质量为 90 kg 的飞轮，绕其轴的回转半径为 0.2 m。 它以 700 rpm 转动。求它的动能 Ek，单位 kJ。

M = 90 kgk = 0.2 mn = 700 rpm
Ek = kJ
2.简单
L = 0.9 mGOd = 0.3 mm = 4.5 kg

质量为 4.5 kg、长为 0.9 m 的均匀细杆绕垂直于杆的轴 O 转动，该轴距其质心 G 为 0.3 m。求它对该轴的质量转动惯量 IO。

m = 4.5 kgL = 0.9 md = 0.3 m
IO = kg·m²
3.中等
0 → 1500 rpmI = 0.5 kg·m²

一台电动机用 16 s 把转动惯量为 0.5 kg·m² 的飞轮从静止加速到 1500 rpm。忽略损耗，求它输出的平均功率 Pavg，单位 kW。

I = 0.5 kg·m²n = 1500 rpmt = 16 s
Pavg = kW
4.中等
n = 3000 rpmTb​ = 85 N·mI = 30.5 kg·m²

转动惯量为 30.5 kg·m² 的飞轮以 3000 rpm 转动。制动器施加 85 N·m 的恒定摩擦转矩。 飞轮在停下之前转过多少圈 N？

I = 30.5 kg·m²n = 3000 rpmTb = 85 N·m
N = rev
5.困难
圆盘: 4 kg圆环: 19 kgn1​ = 650 rpm

一个均匀实心圆盘（质量 4 kg，半径 0.1 m）绕无摩擦的竖直轴以 650 rpm 自由旋转。一个质量为 19 kg、半径相同的薄圆环从静止状态落到它上面，圆心对准转轴，两者很快一起旋转。 在这个过程中损失了多少动能 ΔE？

Mdisc = 4 kgMring = 19 kgR = 0.1 mn1 = 650 rpm
ΔE = J
6.困难
580 m/s5 g0.58 mL = 0.7 m8 kg

质量为 8 kg、长为 0.7 m 的均匀细杆，从无摩擦的上端枢轴处静止悬挂。一颗 5 g 的子弹以 580 m/s 的速度水平击中杆上枢轴下方 0.58 m 处并留在杆中。 求撞击后瞬间杆的角速度 ω。

M = 8 kgL = 0.7 mm = 5 gv = 580 m/sd = 0.58 m
ω = rad/s

答案

  1. 1. Ek = 9.672 kJ
  2. 2. IO = 0.7087 kg·m²
  3. 3. Pavg = 0.3855 kW
  4. 4. N = 2818 rev
  5. 5. ΔE = 41.92 J
  6. 6. ω = 1.286 rad/s

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