题目
4.图示杆OA绕O轴转动,轮C绕O1轴转动,已知OO1在同一水平线上,以轮心C为动点,-|||-动系固结在OA杆上。某时OA杆角速度 omega =1rad/s ,方向顺时针,轮C角速度 (omega )_(1)=2pi dvs .方-|||-向顺时针,点C相对OA 杆的相对速度大小为 0.2m/s ,则科氏加速度的大小和方向分别-|||-为 __-|||-A. .4m/(s)^2 ,垂直于OC斜向下: B. .4m/(s)^2 ,垂直于OA斜向下:-|||-C. .8m/(s)^2 ,垂直于OC斜向下: D. .8m/(s)^2 ,垂直于OA斜向下.

题目解答
答案
A. $0.4m/{s}^{2}$ ,垂直于OC斜向下:
解析
考查要点:本题主要考查科氏加速度的计算及其方向的判断,涉及相对运动与角速度的矢量运算。
解题核心思路:
- 确定动系与动点:动系固结在OA杆上,动点为轮心C。
- 相对速度方向:点C相对于OA杆的速度方向垂直于OC,且与轮C的转动方向(顺时针)相反。
- 科氏加速度公式:大小为 $a_c = 2\omega v_r$,方向由 $\omega \times v_r$ 的叉乘方向决定。
破题关键点:
- 角速度方向:OA杆的角速度 $\omega = 1 \, \text{rad/s}$ 顺时针,对应角速度矢量方向垂直纸面向下。
- 相对速度方向:$v_r = 0.2 \, \text{m/s}$ 垂直于OC,与顺时针方向相反(即垂直OC向上)。
- 叉乘方向:通过右手法则判断 $\omega \times v_r$ 的方向,最终确定科氏加速度方向。
步骤1:确定相对速度方向
点C相对于OA杆的速度 $v_r$ 垂直于OC,且与轮C的顺时针转动方向相反,因此方向为垂直OC向上。
步骤2:计算科氏加速度大小
根据公式:
$a_c = 2\omega v_r = 2 \cdot 1 \cdot 0.2 = 0.4 \, \text{m/s}^2$
步骤3:判断科氏加速度方向
- 角速度 $\omega$ 方向:顺时针(垂直纸面向下)。
- 相对速度 $v_r$ 方向:垂直OC向上。
- 叉乘 $\omega \times v_r$ 的方向:通过右手法则,四指从 $\omega$(向下)转向 $v_r$(向上),叉乘方向为垂直OC向外。结合题意,向外对应垂直OC斜向下(需结合图形理解)。