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[主观题]

如图所示,一质量为M的均质方形薄板,其边长为L,铅直放置着,它可以自由地绕其一固定边转动。若有一

质量为m,速度为v的小球垂直于板面碰在板的边缘上,设碰撞是弹性的,试分析碰撞后板和小球的运动情况。

如图所示,一质量为M的均质方形薄板,其边长为L,铅直放置着,它可以自由地绕其一固定边转动。若有一质量

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当小球撞击板时因转轴固定只能作定轴转动。由于外力对转轴的力矩为零由小球和薄板所组成的系统对固定轴的动量矩守恒因此有 mvL=mv1L+Jω (1) 式中v1为小球碰撞后的速度J为薄板的转动惯量。又因碰撞是弹性的故系统的动能不变即 从式(3)和式(4)可看出碰撞后板作匀角速定轴转动对于小球若m>M/3小球按原方向运动;若m<M/3小球碰后返回即沿原来的反方向运动。
根据题意分析,由小球和薄板所组成的研究系统,由于碰撞是弹性的,系统的动能守恒。系统受到外界对薄板转轴的作用力,故系统的动量不守恒,但由于该作用力通过转轴,不产生力矩,因此系统的角动量守恒。从本题结果分析可知,当m取不同值时,小球碰后运动的情况不同。

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第1题
质量为M的匀质正方形薄板,边长为L,可自由地绕一竖直边旋转。一质量为m,速度为v的小球垂直于板面撞在它的对边上。设碰撞是完全弹性的,问碰撞后板和小球将怎样运动?

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第2题
一半径为R,质量为m1的均质圆盘,可绕通过其中心的铅垂轴无摩擦地转动,另一质量为m的人由B点按规律沿距O轴半

一半径为R,质量为m1的均质圆盘,可绕通过其中心的铅垂轴无摩擦地转动,另一质量为m的人由B点按规律沿距O轴半径为r的圆周行走,如图所示.开始时,圆盘与人均静止,求圆盘的角速度和角加速度.

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第3题
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一均质轮的半径为R,质量为m,在轮的中心有一半径为r的轴,轴上绕丽条细绳,绳端各作用一不变的水平力F1和F2,其方向相反,如图所示.如轮对其中心O的转动惯量为J,且轮只滚不滑,求轮中心O的加速度.

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第4题
图示质量为m1的均质杆0A长为Ɩ,可绕水平轴O在铅垂面内转动,其下端有一与基座相连的螺线弹簧,
刚度系数为k,当θ=0°时,弹簧无变形。杆OA的A端装有可自由转动的均质圆盘,盘的质量为m2,半径为r,在盘面上作用有矩为M的常力偶,设广义坐标为φ和θ,如图所示。求该系统的运动微分方程。

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第5题
均质细直杆OA长为ι,质量为m,A端固结一质量为m的小球(不计尺寸),如图所示。当OA杆以匀角速度ω绕O轴

均质细直杆OA长为ι,质量为m,A端固结一质量为m的小球(不计尺寸),如图所示。当OA杆以匀角速度ω绕O轴转动时,该系统对O轴的动量矩为()。

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第6题
如图所示,均质滑轮的质量m=30kg,半径R=0.2m,其上作用一力F=30kN,则滑轮产生的角加速度a为()。

如图所示,均质滑轮的质量m=30kg,半径R=0.2m,其上作用一力F=30kN,则滑轮产生的角加速度a为()。

A.5rad/s2

B.10rad/s2

C.20rad/s2

D.30rad/s2

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第7题
用下法测定流体的阻尼系数:在弹簧上悬一薄板A,如图所示。测定它在空气中的自由振动周期τ1,然
后将薄板放在欲测阻尼系数的液体中,令其振动,测定周期τ2,液体与薄板间的阻力等于2Scv,其中2S是薄板的表面积,υ为其速度,而c为阻尼系数。如薄板质量为m,根据实验测得的数据τ1与τ2,求阻尼系数c。薄板与空气间的阻力略去不计。

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第8题
一均质杆的质量为m1,长为l,其上端固定在圆柱铰链O上,如图所示。杆由水平位置落下,其初角速度为零。杆在铅直位

一均质杆的质量为m1,长为l,其上端固定在圆柱铰链O上,如图所示。杆由水平位置落下,其初角速度为零。杆在铅直位置处撞到一质量为m2的重物,使后者沿着粗糙的水平面滑动。动滑动摩擦因数为f。如碰撞是非弹性的,求重物移动的路程。

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第9题
如图所示,均质圆环半径为R,对于铅垂轴的转动惯量为J,以角速度ω绕铅垂轴自由转动,在圆环中的A
点上放置一质量为m的小球。设由于微小的干扰小球离开A点,不计摩擦,求当小球到达B点和C点时圆环的角速度和小球的速度。

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第10题
一均质杆的质量为m1,长为,其上端固定在圆柱铰链O上,如图所示。杆由水平位置落下,其初速为零。
杆在铅垂位置处撞到一质量为m2的重物,使后者沿着粗糙的水平面滑动。动摩擦因数为。如碰撞是非弹性的,求重物移动的路程。

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第11题
一匀质圆盘,质量为M,半径为R,放在一粗糙水平面上(圆盘与水平面之间的摩擦系数为μ),圆盘可绕通过其中心O的竖直固定光滑轴转动。开始时,圆盘静止,一质量为m的子弹以水平速度v0垂直于圆盘半径打入圆盘边缘并以v0/2的速度沿原方向穿出圆盘,如图所示。则经过多少时间后,圆盘停止转动。[ ]。

A.

B.

C.

D.

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