文档介绍:5. 5在弄清概念的基础上,要求能正确查表并填空;
半径为R、质量为m的球体,对过球心轴的转动惯量I =;
质量为初、长度为/的均匀细棒,对过中心、且垂直于棒的c (质心)轴的 转动惯量]=;
利用平行轴定理可知,在(2)中对过棒的任一位置且平行于c轴的转动惯 量]=;
在(2 )中棒的两端各连一个质量均为m的小球,根据叠加原理,系统对c 轴的转动惯量I =.
《工科物理教程》表5. 1. 1,得
⑵—m/212
[分析与解答]查阅
⑴-mR2
5
(3) I = Ic+ md'
(式中,d为转轴到c的距离)
(4)棒对c轴的转动惯量匕=—ml2 ;两小球对c轴的转动惯量
12
12 = 2xmxf-—ml2 o则系统对c轴的转动惯量为/ =匕+匕=二以尸
2 ⑵ 2 12
5. 8如图所示,长为/的均质细杆左端与墙用饺链A连接,右端用一铅直细绳B悬挂, 杆处于水平静止状态,若绳B被突然烧断,则杆右端的加速度为多少?
[分析与解答]烧断绳时,杆将在重力矩M = ^mgl的作用下,绕A轴转动。由
1 ,
M 次,
转动定律有 。=—=—=£
1匕尹2/
3
则右端的加速度为 Q=/" = ;g。
5. 10 一细绳绕在半径为r的定滑轮边缘,滑轮对转轴。的转动惯量为I,滑轮与 轴承间的摩擦不计,今用恒力F拉绳的下端(见图(a))或悬挂一重量P = F的物体 (见图(b)),使滑轮自静止开始转动。分别求滑轮在这两种情况下的角加速度。
[分析与解答]如图(a)情况下,绳子的张力Ft=F。按转动定律有
叼=1& 故&=¥
在图(b)情况下,有
F F
解得
F - FT = 一 a = 一 丫。2 g g
题5. 10图 题5. 11图
5. 11 一个组合轮轴由两个同轴的圆柱体固结而成,可绕光滑的水平对称轴00 ' 转动。设大小圆柱体的半径分别为R和r,质量分别为M和m,绕在两圆柱体的上 细绳分别与质量为刀I和初2 (m;> 的物体A、B相连(如图)。试求:
两物体的加速度;
绳子的张力;
轮轴的角加速度。
[分析与解答]分别对物体A, B和轮轴作受力分析(见图b),根据牛顿运动定律 和转动定律,有
对A:
mxg -T[= mxax
①
对B:
T2 _ m2g = m2a2
②
对轮轴:
: T〔R - T2r = 1/3
③
1 , 1 ,
I=-MR2 +-mr2
2 2
④
ocx — R/3
⑤
% =邛
⑥
解式①
~⑥方程组得
+〃 B+顽 g
ccx =-
"严',Rg,
/+捋7? +秫2尸
”2 一 了 二2 2
I + m{R + m2r
4 =
/ + m9r2 + m^rR
7 9 ,
I + m、R2 +m2r2
e I + m}R2 +m}rR
& = 9 9 rn2g
I + m{R2 + m2r2
,有一半径为R的水平圆转台,可绕通过其中心的竖直固定光滑
轴转动,转动惯量为I ,开始时转台以匀角速度企0转动,此时有一质量为m的 人站在转台中心,随后人沿半径向外跑去,当人到达转台边缘时转台的角速度 为多少?