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
L = 0.6 mGOd = 0.1 mm = 5.5 kg

质量为 5.5 kg、长为 0.6 m 的均匀细杆绕垂直于杆的轴 O 转动,该轴距其质心 G 为 0.1 m。求它对该轴的质量转动惯量 IO。

m = 5.5 kgL = 0.6 md = 0.1 m
IO = kg·m²
2.简单
k = 0.25 mn = 2000 rpm240 kg

质量为 240 kg 的飞轮,绕其轴的回转半径为 0.25 m。 它以 2000 rpm 转动。求它的动能 Ek,单位 kJ。

M = 240 kgk = 0.25 mn = 2000 rpm
Ek = kJ
3.中等
L = 2.5 mm = 7 kgα

质量为 7 kg、长为 2.5 m 的均匀细杆一端铰接,保持水平。从静止释放。取 g = 9.81 m/s²。 求释放瞬间销钉对杆的竖直力 R。

m = 7 kgL = 2.5 mg = 9.81 m/s²
R = N
4.中等
0 → 2100 rpmI = 8 kg·m²

一台电动机用 36 s 把转动惯量为 8 kg·m² 的飞轮从静止加速到 2100 rpm。忽略损耗,求它输出的平均功率 Pavg,单位 kW。

I = 8 kg·m²n = 2100 rpmt = 36 s
Pavg = kW
5.困难
θ = 40°vs = 3.5 m

一个空心球从静止开始,沿与水平面成 40° 的斜面无滑动地滚下。取 g = 9.81 m/s²。 求它沿斜面滚过 3.5 m 后的速度 v。

θ = 40°s = 3.5 mI = (2/3)·m·r²g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.困难
5.5 m/sω

一个质量为 3.5 kg 的空心球以 5.5 m/s 的速度无滑动地滚动。 求它的转动动能 Erot。

m = 3.5 kgv = 5.5 m/sI = (2/3)·m·r²
Erot = J

答案

  1. 1. IO = 0.22 kg·m²
  2. 2. Ek = 329 kJ
  3. 3. R = 17.17 N
  4. 4. Pavg = 5.373 kW
  5. 5. v = 5.146 m/s
  6. 6. Erot = 35.29 J

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