新編物理基礎(chǔ)學(xué)上冊第3章課后習(xí)題(每題都有)詳細(xì)答案

1、第三章31半徑為R、質(zhì)量為M的均勻薄圓盤上，挖去一個(gè)直徑為R的圓孔，孔的中心在12R處，求所剩部分對(duì)通過原圓盤中心且與板面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。分析：用補(bǔ)償法（負(fù)質(zhì)量法）求解，由平行軸定理求其挖去部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，用原圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減去挖去部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量即得。注意對(duì)同一軸而言。解：沒挖去前大圓對(duì)通過原圓盤中心且與板面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：2112JMR?①由平行軸定理得被挖去部分對(duì)通過原圓盤中心且與板面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：2222213()

2、()2424232cMRMRJJmdMR????????②由①②式得所剩部分對(duì)通過原圓盤中心且與板面垂直的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：2121332JJJMR???32如題圖32所示，一根均勻細(xì)鐵絲，質(zhì)量為M，長度為L，在其中點(diǎn)O處彎成120???角，放在xOy平面內(nèi)，求鐵絲對(duì)Ox軸、Oy軸、Oz軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。分析：取微元，由轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義求積分可得解：（1）對(duì)x軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：2022201(sin60)32LxMJrdmldlMLL?????（

3、2）對(duì)y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：20222015()(sin30)32296LyMLMJldlMLL??????（3）對(duì)Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：22112()32212zMLJML?????題圖32下降了一段距離S試求整個(gè)輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(用rtmS、、和表示)分析：隔離物體，分別畫出輪和物體的受力圖，由轉(zhuǎn)動(dòng)定律和牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解。解：設(shè)繩子對(duì)物體(或繩子對(duì)輪軸)的拉力為T，則根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定律得：mgTma??①JTr???②由運(yùn)

4、動(dòng)學(xué)關(guān)系有：ar??③由①、②、③式解得：2()Jmgara?④又根據(jù)已知條件00v?212Sat??，22Sat?⑤將⑤式代入④式得：22(1)2gtJmrS??36一軸承光滑的定滑輪，質(zhì)量為2.00Mkg?半徑為0.100Rm?一根不能伸長的輕繩，一端固定在定滑輪上，另一端系有一質(zhì)量為5.00mkg?的物體，如題圖36所示已知定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為212JMR?，其初角速度010.0rads??方向垂直紙面向里求：(1)定滑輪的角加速度