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[大题]工科物理大作业热力学

11 热力学

班号学号成绩

一、选择题

（在下列各题中，均给出了4个~6个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号）

1. 在下列说法中，正确的是： A ．物体的温度愈高，则热量愈多； B ．物体在一定状态时，具有一定的热量； C ．物体的温度愈高，则其能愈大；

D ．物体的能愈大，则具有的热量愈多。（C ） [知识点] 能和热量的概念。

[分析与解答] 能是物体部所有分子的热运动动能和分子间相互作用势能的总和，是系统状态（或温度）的单值函数，系统的温度愈高，其能愈大。

热量是由于系统与外界温度不同而进行的传热过程中所传递的能量的多少，同样温差情况下，不同的传热过程其热量不同，热量是过程量，不是状态的函数。

作功与传热可以改变系统的能，若系统状态不变（能也不变），就无需作功与传热，功与热量不会出现。

2. 在下列表述中，正确的是：

A ．系统由外界吸热时，能必然增加，温度升高；

B ．由于热量Q 和功A 都是过程量，因此，在任何变化过程中，（Q ＋A ）不仅与系统的始末状态有关，而且与具体过程有关；

C ．无摩擦的准静态过程中间经历的每一状态一定是平衡状态； D

量为T C M

E m p ?=

?,。（C ） [知识点] 热量、作功和能的概念。

[分析与解答] 根据热力学第一定律E A Q ?+=，系统由外界吸热时，可以将吸收的热量全部对外作功，能不变，等温过程就是这种情况。

图11-1

系统所吸收的热量和外界对系统做功的总和为系统能的增量，能的增量仅与系统始末状态有关，而与过程无关。

准静态过程就是在过程进行中的每一个状态都无限地接近平衡态的过程。由于准静态过程是无限缓慢的，无摩擦的（即无能量耗散），则各中间态都是平衡态。

无论何种过程，只要温度增量T ?相同，能增量均为T R M m i E ?=?2T R C M m

m V ?=1

，与过程无关。

3. 一定量某理想气体，分别从同一状态开始经历等压、等体、等温过程。若气体在上述过程中吸收的热量相同，则气体对外做功最多的过程是：

A ．等体过程； B. 等温过程；

C. 等压过程；

D. 不能确定。（B ） [知识点] 热力学第一定律在等值过程中的应用。

[分析与解答] 设在等压、等体和等温过程吸收的热量为0Q ，则等压过程 T R i T C Q m p ?+=?=2

10ν

ν 00

2Q i Q T R V p A p <+=

?=?=ν 等体过程 0=Q A ，吸收的热量全部用于增加的能等温过程 0=T A ，吸收的热量全部用于对外做功

由热力学第一定律E A Q ?+=知，等压过程，气体吸收来的热量既要对外做功，又要使能增加；等体过程，气体不对外做功，吸收的热量全部用于增加能；等温过程，气体吸收的热量全部用于对外做功。因此，当吸收的热量相同时，等温过程对外做功最多。

4. 如图11-1所示，一定量理想气体从体积V 1膨胀到V 2，ab 为等压过程，ac 为等温过程，ad 为绝热过程，则吸热最多的是：

A ．ab 过程； B. ac 过程；

C. ad 过程；

D. 不能确定。（A ） [知识点] 热力学第一定律的应用。

[分析与解答] 由热力学第一定律E A Q ?+=知在ab 等压过程中， 21V abV p S A =，0>?ab E

图11-2

图11-3

21V abV p p S A Q =>

在ac 等温过程中，21V acV T S A =，0=?E 21V acV T T S A Q == 在ad 绝热过程中，0=Q

由图知，2121V acV V abV S S >，即0>>T p Q Q ，则ab 过程吸热最多。

5. 某理想气体状态变化时，能随压强的变化关系如图11-2中的直线ab 所示，则a 到b 的变化过程一定是：

A ．等压过程；

B ．等体过程；

C ．等温过程；

D ．绝热过程。（B ） [知识点]

E -p 图分析。 [分析与解答] 理想气体的能为 pV i

RT i M m E 2

2==

只有当恒量=V 时，E 和p 才成线性关系，故ab 过程为等体过程。

6. 如图11-3所示，理想气体卡诺循环过程中两条绝热线下面的面积分别为S 1和S 2，则

A ．S 1 > S 2；

B ．S 1 < S 2；

C ．S 1 ＝ S 2；

D ．无法确定。（C ）

[知识点] 卡诺循环概念，热力学第一定律在绝热过程中的应用。 [分析与解答] 如图11-3所示，理想气体卡诺循环过程中两条绝热线下面的面积1S 表示绝热膨胀过程系统对外界所作的功，2S 表示绝热压缩过程外界对系统所作的功。

绝热膨胀过程，0=Q ，系统对外界所作的功等于系统能的减少。 ()02

A 12<-=

?-=T T R i

M m E 绝热压缩过程，0=Q ，外界对系统所做的功等于系统能的增加。 ()02

A 12>-=

?=-T T R i

M m E 比较可知，绝热膨胀过程系统对外界做功与绝热压缩过程外界对系统做功数值相等，则 21S S =

图11-4

7. 某理想气体分别进行了如图11-4所示的两个卡诺循环Ⅰ)(abcda 和Ⅱ

)(a d c b a '''''，已知两低温热源的温度相等，且两循环曲线所围面积相等，设循环Ⅰ的效率

为η，从高温热源吸热Q ，循环Ⅱ的效率为η'，从高温热源吸热Q '。则

A ．ηη'<，Q Q '<； B. ηη'>，Q Q '<；

C ．ηη'<，Q Q '>； D. ηη'>，Q Q '>。（C ） [知识点] 1

121Q A T T η=-

=卡。 [分析与解答] 两循环曲线所围面积相等，表示

两循环过程对外做的净功相等。

两个卡诺循环的效率为 121T T η-

=， 121T T η'

-=' 由于22T T '=，11T T '<，则ηη'<。

吸Q A η=

，吸

Q A η''

再根据热机效率的定义有

由于两循环过程对外做的净功相等 A A '=，ηη>'，则 Q Q <'。

8. 在热力学系统中，若高温热源的温度为低温热源温度的n 倍，以理想气体为工作物质的卡诺机工作于上述高、低温热源之间，则从高温热源吸收的热量与向低温热源放出的热量之比为：

n n 1+； B. n

n 1

-； C. n ； D. 1-n 。（C ） [知识点] 1

21211T T

Q Q η-=-

=。 [分析与解答] 对于卡诺循环有 1

21211T T

Q Q η-=-

= 若 21nT T =，1

211

1Q Q n η-=-

= 则从高温热源吸收的热量1Q 与向低温热源放出的热量2Q 之比为

图11-5

n Q Q =2

9. 在下列有关热力学过程进行的方向和条件的表述中, 正确的是： A. 功可以全部转化为热量，但热量不能全部转化为功；

B. 热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体； C ．对封闭系统来讲，自发过程总是按系统熵值增加的方向进行；

D ．对封闭系统来讲，其部发生的过程，总是由概率小的宏观态向概率大的宏观态进行；

E. 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；

F. 一切自发过程都是不可逆的。（C 、D 、F ） [知识点] 热力学第二定律的概念。

[分析与解答] 热力学第二定律指出了热传导过程和热功转换过程的不可逆性，表述中强调的是“热量不能自动地从低温传到高温”和“热量不可能完全变为有用功而不产生其他影响”，例如等温膨胀，热可以完全转变为功。

自然界中自发的热力学过程都是不可逆过程；不可逆过程可以反向进行，但系统与外界无法复原；不可逆过程是一个由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态转变的过程；孤立系统中的一切自发宏观过程总是沿着熵增大的方向进行。

10. 某理想气体的初始温度为T ，初始体积为V 。气体取3个可逆过程构成一循环：绝热膨胀到2V ；等体过程到温度T ；等温压缩到初始体积V ，如图11-5所示，则下列叙述中正确的是：

A ．在每个过程中，气体的熵不变；

B ．在每个过程中，外界的熵不变；

C ．在每个过程中，气体和外界的熵的和不变；

D ．整个循环中，气体的熵增加。（C ） [知识点] 熵增加原理的理解。

[分析与解答] 由题意知，图中的3个过程为可逆过程，即该循环也是可逆过程。由熵增加原理知，孤立系统中的可逆过程，其熵不变。则把气体和外界构成孤立体系，在以上3个可逆过程中，气体和外界的熵的和不变。

在图11-5中，理想气体可逆等温压缩时，气体0?S ；在整个循环中，气体0=?S 。

二、填空题

图11-6

1. 试说明下列热力学规律的物理意义是：

热力学第零定律：为定义温度概念提供了实验基础；热力学第一定律：包括热量在的普遍能量守恒与转化定律；热力学第二定律：指明了热力学过程的方向性和条件；热力学第三定律：指出0K 是低温极限； [知识点] 热力学定律的意义。

2. 一系统由如图11-6所示的a 状态沿acb 路径到达b 状态，有335J 的热量传入系统，而系统对外作功126J 。

（1）若系统沿adb 路径由a 到b ，对外作功42J ，则传入系统的热量=Q 251 J 。（2）若系统由b 状态沿曲线bea 返回a 状态，外界对系统作功为84J ，则系统吸收热量Q ＝－293 J 。

[知识点] 热力学第一定律的应用与计算

[分析与解答] （1）由热力学第一定律，得acb 过程能的增量为

J 209126335=-=-=?acb acb ab A Q E

adb 过程，系统的E ?不变，则传入系统的热量为

J 25142209=+=+?=a db a b a db A E Q

（2）系统由b 沿bea 返回a 时，温度降低，能减少，则J 209-=?-=?a b ba E E ，而已知J 84-=bea A ，则系统吸收的热量为

J 29384209-=--=+?=bea ba bea A E Q

3. 某理想气体分别经历了如图11-7(a)和图11-7(b )中的各过程，试判断在各过程中系统的能增量?E ，作功A 和传递热量Q 的正负（用符号＋，－，0表示），并填于下表中：

(完整版)哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

第二章热力学第一定律思考题 1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大）与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+???蜒? 因为 0du =??，()0d pv =?? 所以 0dh =??，因此焓是状态参数。而对于能量方程来说，其循环积分： q du pdv δ=+???蜒?

工科物理大作业01-质点运动学

01 01 质点运动学班号467641725 学号姓名成绩一、选择题（在下列各题中，均给出了4个~6个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内） 1．在下列关于质点运动的表述中，不可能出现的情况是 A ．一质点具有恒定的速率，但却有变化的速度； B ．一质点向前的加速度减少了，其前进速度也随之减少； C ．一质点加速度值恒定，而其速度方向不断改变； D ．一质点具有零速度，同时具有不为零的加速度。（ B ） [知识点] 速度v 与加速度a 的关系。 [分析与解答] 速度v 和加速度a 是矢量，其大小或方向中任一项的改变即表示速度或加速度在变化，且当速度与加速度间的方向呈锐角时，质点速率增加，呈钝角时速率减少。因为质点作匀速运动时速率不变，但速度方向时时在变化，因此，A 有可能出现，抛体运动（或匀速圆周运动）就是加速度值（大小）恒定，但速度方向不断改变的情形，故C 也有可能出现。竖直上抛运动在最高点就是速度为零，但加速度不为零的情形，故D 也有可能出现。向前的加速度减少了，但仍为正值，此时仍然与速度同方向，故速度仍在增大，而不可能减少，故选B 。 2．在下列关于加速度的表述中，正确的是： A ．质点沿x 轴运动，若加速度a < 0，则质点必作减速运动； B ．质点作圆周运动时，加速度方向总是指向圆心； C ．在曲线运动中，质点的加速度必定不为零； D ．质点作曲线运动时，加速度方向总是指向曲线凹的一侧； E ．若质点的加速度为恒失量，则其运动轨迹必为直线； F ．质点作抛物运动时，其法向加速度n a 和切向加速度τa 是不断变化的，因此，加速度 22τn a a a +=也是变化的。（ C 、D ）

工程热力学作业.

1-1 一立方形刚性容器，每边长1m ，将其中气体的压力抽至1000Pa ，问其真空度为多少毫米汞柱？容器每面受力多少牛顿？已知大气压力为0.1MPa 。解：p = 1 000 Pa = 0.001 MPa 真空度mmHg Pa MPa MPa MPa p p p b V 56.74299000099.0001.01.0===-=-= 容器每面受力F ＝p V A = 9 900 Pa×1m 2 =9.9×104 N 1-2 试确定表压力为0.01 MPa 时U 形管压力计中液柱的高度差。(1)U 形管中装水，其密度为1 000 kg/m 3；(2) U 形管中装酒精，其密度为789 kg/m 3。解：因为表压力可以表示为p g =ρgΔz ，所以有 g p z g ρ= ? 既有（1）mm m s m m kg Pa g p z g 72.101901972.1/80665.9/10001001.02 36==??=?＝水ρ （2） mm m s m m kg Pa g p z g 34.129729734.1/80665.9/7891001.02 36==??=?＝酒精 ρ 1-7 从工程单位制热力性质查得，水蒸气在500℃、100at 时的比体积和比焓分别为v =0.03347m 3/kg 、h =806.6kcal/kg 。在国际单位制中，这时水蒸气的压力和比热力学能各为多少？解：水蒸气压力p =100at×9.80665×104Pa/at = 9.80665×106Pa=9.80665MPa 比热力学能u=h-pv=806.6kcal ×4.1868kJ/kcal)/kg-9806.65kPa ×0.03347m 3/kg = 3377.073kJ-328.228kJ =3048.845kJ 2-1 冬季，工厂某车间要使室内维持一适宜温度。在这一温度下，透过墙壁和玻璃等处，室内向室外每一小时传出0.7×106kcal 的热量。车间各工作机器消耗的动力为是500PS(认为机器工作时将全部动力转变为热能)。另外，室内经常点着50 盏100W 的电灯，要使该车间的温度保持不变，问每小时需供给多少kJ 的热量？解：要使车间保持温度不变，必须使车间内每小时产生的热量等散失的热量 Q = Q 机＋Q 灯＋Q 散＋Q 补 = 0 Q 机 = 500PSh = 500×2.647796×103 kJ = 1.32×106 kJ Q 灯 = 50×100W×3600s = 1.8×107J = 1.8×104 kJ Q 散 = -0.7×106kcal =- 0.7×106×4.1868kJ = -2.93×106 kJ Q 补 = -Q 机-Q 灯＋Q 散 = -1.32×106 kJ-1.8×104 kJ+2.93×106 kJ = 1.592×106 kJ

大学物理热学总结

大学物理热学总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

大学物理热学总结 (注：难免有疏漏和不足之处，仅供参考。 ) 教材版本：高等教育出版社《大学物理学》热力学基础 1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。 ①温度：表征系统热平衡时宏观状态的物理量。摄氏温标，t表示，单位摄氏度（℃）。热力学温标，即开尔文温标，T表示，单位开尔文，简称开（K）。热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同，他们之间的换算关系： T/K=273.15℃+ t 温度没有上限，却有下限，即热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近0K，但永远不能达到0K。 ②压强：气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。单位帕斯卡，简称帕（Pa）。其他：标准大气压（atm）、毫米汞高（mmHg）。 1 atm =1.01325×105 Pa = 760 mmHg ③体积：气体分子运动时所能到达的空间。单位立方米（m3）、升（L） 2、热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个系统也必处于热平衡。该定律表明：处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以用一个状态参量来表示，这个状态参量既是温度。3、平衡态：对于一个孤立系统（与外界不发生任何物质和能量的交换）而言，如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变，也就是系统的状态参量不再岁时间改变，则此时系统所处的状态称平衡态。通常用p—V图上的一个点表示一个平衡态。（理想概念） 4、热力学过程：系统状态发生变化的整个历程，简称过程。可分为： ①准静态过程：过程中的每个中间态都无限接近于平衡态，是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，可用p—V图上一条曲线表示。 ②非准静态过程：中间状态为非平衡态的过程。

工程热力学习题解答

1. 热量和热力学能有什么区别？有什么联系？答：热量和热力学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热力系通过界面与外界进行的热能交换量，是与热力过程有关的过程量。热力系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；而热力学能指的是热力系内部大量微观粒子本身所具有的能量的总合，是与热力过程无关而与热力系所处的热力状态有关的状态量。简言之，热量是热能的传输量，热力学能是能量？的储存量。二者的联系可由热力学第一定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热力学能的变化。 2. 如果将能量方程写为 d d q u p v δ=+ 或 d d q h v p δ=- 那么它们的适用范围如何？答：二式均适用于任意工质组成的闭口系所进行的无摩擦的内部平衡过程。因为 u h p v =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭口系将 du 代入第一式得 q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。 3. 能量方程 δq u p v =+d d （变大）与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）很相像，为什么热量 q 不是状态参数，而焓 h 是状态参数？答：尽管能量方程 q du pdv δ=+ 与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变大）似乎相象，但两者的数学本质不同，前者不是全微分的形式，而后者是全微分的形式。是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+??? 因为 0du =?，()0d pv =? 所以 0dh =?，因此焓是状态参数。而对于能量方程来说，其循环积分： q du pdv δ=+??? 虽然： 0du =? 但是： 0pdv ≠? 所以： 0q δ≠? 因此热量q 不是状态参数。 4. 用隔板将绝热刚性容器分成A 、B 两部分（图2-13），A 部分装有1 kg 气体，B 部分为高度真空。将隔板抽去后，气体热力学能是否会发生变化？能不能用 d d q u p v δ=+ 来分析这一过程？

大学物理大作业

荷兰物理学家安德烈·吉姆(Andre Geim)曾经做过一个有关磁悬浮的著名实验，将一只活的青蛙悬浮在空中的技术迈纳斯效应—完全抗磁性零电阻是超导体的一个基本特性，但超导体的完全抗磁性更为基本。是否转变为超导态，必须综合这两种测量结果，才能予以确定。如果将一超导体样品放入磁场中，由于样品的磁通量发生了变化，样品的表面产生感生电流，这电流将在样品内部产生磁场，完全抵消掉内部的外磁场，使超导体内部的磁场为零。根据公式和，由于超导体=－1，所以超导体具有完全抗磁性。内部B=0，故 m 超导体与理想导体在抗磁性上是不同的。若在临界温度以上把超导样品放入磁场中，这时样品处于正常态，样品中有磁场存在。当维持磁场不变而降低温度，使其处于超导状态时，在超导体表面也产生电流，这电流在样品内部产生的磁场抵消了原来的磁场，使导体内部的磁感应强度为零。超导体内部的磁场总为零，这一现象称为迈纳斯效应。超导体的抗磁性可用下面的动画来演示，小球是用超导态的材料制成的，由于小球的抗磁性，小球被悬浮于空中，这就是所说的磁悬浮。下图是小磁铁悬浮在Ba-La-Cu-O超导体圆片（浸在液氮中）上方的照片。

零电阻是超导体的一个基本特性，但超导体的完全抗磁性更为基本。是否转变为超导态，必须综合这两种测量结果，才能予以确定。如果将一超导体样品放入磁场中，由于样品的磁通量发生了变化，样品的表面产生感生电流，这电流将在样品内部产生磁场，完全抵消掉内部的外磁场，使超导体内部的磁场为零。根据公式和，由于超导体内部B=0，故cm=－1，所以超导体具有完全抗磁性。超导材料必须在一定的温度以下才会产生超导现象，这一温度称为临界温度。

大学物理热力学论文[1]

《大学物理》课程论文热力学基础摘要：热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质，特别是气体的性质，经过气体动理论的分析，才能了解其基本性质。气体动理论，经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充，不可偏废。人们同时发现，热力学过程包括自发过程和非自发过程，都有明显的单方向性，都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手，引进熵的概念后，就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此，在热力学中，熵是一个十分重要的概念。关键词：（1）热力学第一定律（2）卡诺循环（3）热力学第二定律（4）熵正文：在一般情况下，当系统状态变化时，作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统，外界对它传递的热量为Q，系统从内能为E1 的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A,那么，不论过程如何，总有： Q= E2—E1+A 上式就是热力学第一定律。意义是：外界对系统传递的热量，一部分

是系统的内能增加，另一部分是用于系统对外做功。不难看出，热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出，作功必须有能量转换而来，很显然第一类永动机违反了热力学第一定律，所以它根本不可能造成的。物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，或简称循环。经历一个循环，回到初始状态时，内能没有改变，这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程。在完成一个循环后，气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征： ①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源： ②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温度越高，低温热源的温度越低，卡诺循环效率越大，也就是说当两热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值越大。 ③卡诺循环的效率总是小于1的（除非T2 =0K）。那么热机的效率能不能达到100％呢？如果不可能到达100％，最大可能效率又是多少呢？有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。第一类永动机失败后，人们就设想有没有这种热机：它只从一个热源吸取热量，并使之全部转变为功，它不需要冷源，也没有释放热量。这种热机叫做第二类永动机。经过无数的尝试证明，第二类永动

【大题】工科物理大作业04-刚体定轴转动

04 04 刚体定轴转动班号学号姓名成绩一、选择题（在下列各题中，均给出了4个~5个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内） 1．某刚体绕定轴作匀变速转动，对刚体上距转轴为r处的任一质元来说，在下列关于其法向加速度 a n 和切向加速度 a的表述中，正确的是： τ A． a、τa的大小均随时间变化； n B． a、τa的大小均保持不变； n C． a的大小变化，τa的大小保持恒定； n D． a的大小保持恒定，τa大小变化。 n （C）

[知识点］刚体匀变速定轴转动特征，角量与线量的关系。 [分析与题解] 刚体中任一质元的法向、切向加速度分别为 r a n 2ω=，r a τ β= 当β = 恒量时，t βω ω+=0 ，显然r t r a n 202)(βωω+==，其大小随时间而变，r a τ β=的大小恒定不变。 2. 两个均质圆盘A 和B ，密度分别为ρA 和ρB ，且B ρρ >A ，但两圆盘的质量和厚度相同。若两盘对通过盘心且与盘面垂直的轴的转动惯量分别为A I 和B I ，则 A ． B I I >A ； B. B I I

因为B A ρρ >，所以22B A R R < 且转动惯量2 2 1mR I =，则B A I I < 3．在下列关于刚体的表述中，不正确的是： A ．刚体作定轴转动时，其上各点的角速度相同，线速度不同； B ．刚体定轴转动的转动定律为βI M =，式中 β,,I M 均对同一条固定轴而言的，否则该式不成立； C ．对给定的刚体而言，它的质量和形状是一定的，则其转动惯量也是唯一确定的； D ．刚体的转动动能等于刚体上各质元的动能之和。（C ） [知识点］刚体定轴转动的基本概念。 [分析与题解] 刚体定轴转动时，其上各点的角速度相同，线速度r v ω=；刚体定轴转动中，相关物理量对固定轴而言，转动惯量不仅与质量和形状有关，而且与转轴的位置有关；刚体的转动动能就是刚体上各质点的动能之和。