题目
自由陀螺仪施加控制力矩和阻尼力矩后,.A. 可以立即稳定指北B. 具有自动找北功能,但不能稳定C. 经过减幅摆动后,稳定指北D. 主轴偏离稳定位置,主轴将做椭圆运动
自由陀螺仪施加控制力矩和阻尼力矩后,.
A. 可以立即稳定指北
B. 具有自动找北功能,但不能稳定
C. 经过减幅摆动后,稳定指北
D. 主轴偏离稳定位置,主轴将做椭圆运动
题目解答
答案
C. 经过减幅摆动后,稳定指北
解析
考查要点:本题主要考查对陀螺仪受力后运动状态的理解,特别是控制力矩和阻尼力矩的综合作用效果。
解题核心思路:
- 控制力矩的作用是纠正主轴方向,使其指向北方;
- 阻尼力矩的作用是抑制摆动幅度,使系统趋于稳定;
- 两者共同作用时,陀螺仪会经历减幅摆动过程,最终稳定指北。
破题关键点:
- 明确两种力矩的物理意义:控制力矩提供方向修正,阻尼力矩提供能量耗散;
- 排除干扰选项:选项A忽略摆动过程,选项B未考虑阻尼作用,选项D描述的是无阻尼情况下的运动。
控制力矩与阻尼力矩的综合作用:
- 初始状态:陀螺仪主轴可能存在偏离稳定位置的初始扰动;
- 控制力矩的作用:当主轴偏离指北方向时,控制力矩会施加一个纠正力矩,促使主轴向北偏转;
- 阻尼力矩的作用:主轴的摆动会产生阻尼力矩,消耗系统的动能,使摆动幅度逐渐减小;
- 动态过程:在两种力矩的共同作用下,主轴会围绕稳定位置(指北方向)做减幅摆动,最终趋于静止,稳定指北。
选项分析:
- 选项C正确描述了“减幅摆动→稳定指北”的完整过程;
- 其余选项均未同时体现两种力矩的综合作用。