题目
质量为2 kg,半径为3 m 的匀质圆盘绕过圆心且垂直于圆面的转轴以匀角速度=2pi a/s做定轴旋转.该圆盘的转动惯量和转动动能分别是多少 A 9,18B 9 , 9 C18 , 9 D18 , 18
质量为2 kg,半径为3 m 的匀质圆盘绕过圆心且垂直于圆面的转轴以匀角速度
做定轴旋转.该圆盘的转动惯量和转动动能分别是多少
A 9,18
B 9 , 9
C18 , 9
D18 , 18
题目解答
答案
匀质圆盘的转动惯量为
转动动能为
故本题答案为:A
解析
考查要点:本题主要考查匀质圆盘的转动惯量公式和转动动能的计算。
解题核心思路:
- 转动惯量:匀质圆盘绕过圆心且垂直于圆面的轴的转动惯量公式为 $I = \dfrac{1}{2}mR^2$。
- 转动动能:转动动能公式为 $K = \dfrac{1}{2}I\omega^2$,需代入转动惯量和角速度计算。
破题关键点:
- 正确记忆匀质圆盘的转动惯量公式,避免与其他形状(如细杆、圆环)混淆。
- 代入数据时注意单位统一,本题中所有数据单位已统一,直接代入即可。
转动惯量计算
匀质圆盘的转动惯量公式为:
$I = \dfrac{1}{2}mR^2$
代入已知条件 $m = 2 \, \text{kg}$,$R = 3 \, \text{m}$:
$I = \dfrac{1}{2} \cdot 2 \cdot 3^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 2 \cdot 9 = 9 \, \text{kg} \cdot \text{m}^2$
转动动能计算
转动动能公式为:
$K = \dfrac{1}{2}I\omega^2$
代入 $I = 9 \, \text{kg} \cdot \text{m}^2$,$\omega = 2 \, \text{rad/s}$:
$K = \dfrac{1}{2} \cdot 9 \cdot 2^2 = \dfrac{1}{2} \cdot 9 \cdot 4 = 18 \, \text{J}$
结论:转动惯量为 $9 \, \text{kg} \cdot \text{m}^2$,转动动能为 $18 \, \text{J}$,对应选项 A。