题目
(6)关于刚体的转动惯量,下列说法中正确的是 ( )A. 只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关;B. 取决于刚体的质量和质量的空间分布,与轴的位置无关;C. 取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置;D. 只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关。
(6)关于刚体的转动惯量,下列说法中正确的是 ( )
A. 只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关;
B. 取决于刚体的质量和质量的空间分布,与轴的位置无关;
C. 取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置;
D. 只取决于转轴的位置,与刚体的质量和质量的空间分布无关。
题目解答
答案
C. 取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置;
解析
转动惯量是刚体转动惯性大小的量度,其大小由以下三个因素共同决定:
- 刚体的质量:质量越大,转动惯量通常越大;
- 质量的空间分布:质量分布离转轴越远,转动惯量越大;
- 转轴的位置:转轴位置不同,同一刚体的转动惯量可能不同。
关键结论:转动惯量不仅与质量有关,还与质量如何分布以及转轴的位置密切相关。
选项分析
- 选项A:错误。转动惯量不仅与质量有关,还与质量分布和转轴位置有关。
- 选项B:错误。忽略了转轴位置的影响。
- 选项C:正确。全面涵盖了质量、质量分布和转轴位置三者的关系。
- 选项D:错误。完全忽略了刚体质量和质量分布的作用。
举例验证:
例如,细杆绕通过中心的轴转动时,转动惯量为 $\frac{1}{12}ML^2$;而绕端点轴转动时,转动惯量为 $\frac{1}{3}ML^2$。这说明同一刚体在不同转轴下转动惯量不同,且与质量分布(长度$L$)相关。