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 = 0.35 mn = 1000 rpm170 kg

质量为 170 kg 的飞轮,绕其轴的回转半径为 0.35 m。 它以 1000 rpm 转动。求它的动能 Ek,单位 kJ。

M = 170 kgk = 0.35 mn = 1000 rpm
Ek = kJ
2.简单
L = 2.1 mGOd = 0.3 mm = 9 kg

质量为 9 kg、长为 2.1 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 = 9 kgL = 2.1 md = 0.3 m
IO = kg·m²
3.中等
n = 2600 rpmP = 130.5 kW

一根轴在 2600 rpm 时传递 130.5 kW。求轴中的转矩 T。

P = 130.5 kWn = 2600 rpm
T = N·m
4.中等
n = 300 rpmT = 990 N·m

一台电动机在 300 rpm 时输出 990 N·m 的转矩。求它的输出功率 P,单位 kW。

T = 990 N·mn = 300 rpm
P = kW
5.困难
0.9 m0.2 mn1​ = 55 rpm

一个人站在无摩擦的转盘上,每只手各拿一个 5.5 kg 的哑铃,距转轴 0.9 m。人和转盘单独对转轴的转动惯量为 3 kg·m²。他们以 55 rpm 转动,然后把哑铃收到距转轴 0.2 m 处。把哑铃看作质点。求新的转速 n2,单位 rpm。

I0 = 3 kg·m²m = 2 × 5.5 kgr1 = 0.9 mr2 = 0.2 mn1 = 55 rpm
n2 = rpm
6.困难
圆盘: 36 kg圆环: 10 kgn1​ = 650 rpm

一个均匀实心圆盘(质量 36 kg,半径 0.25 m)绕无摩擦的竖直轴以 650 rpm 自由旋转。一个质量为 10 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。 求它们共同的转速 n2,单位 rpm。

Mdisc = 36 kgMring = 10 kgR = 0.25 mn1 = 650 rpm
n2 = rpm

答案

  1. 1. Ek = 114.2 kJ
  2. 2. IO = 4.118 kg·m²
  3. 3. T = 479.3 N·m
  4. 4. P = 31.1 kW
  5. 5. n2 = 190.4 rpm
  6. 6. n2 = 417.9 rpm

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