题目
一匀质圆盘可绕过盘心且垂直于盘面的光滑竖直轴O在水平面内转动,初始时刻有一小虫(可视作质点)从盘心出发,沿径向相对于圆盘匀速爬向其边缘.设小虫爬行过程中,圆盘绕转轴O转动,且角速度始终保持不变,小虫与圆盘之间无相对滑动.若以小虫和圆盘为系统,在小虫从盘心爬向圆盘边缘的过程中,下列说法正确的是( )A 小虫爬行过程中系统相对于转轴O的角动量守恒B 小虫爬行过程中系统相对于转轴O的转动惯量保持不变C 小虫爬行过程中系统的动量守恒D 当小虫到达圆盘边缘时,系统的转动动能最大
一匀质圆盘可绕过盘心且垂直于盘面的光滑竖直轴O在水平面内转动,初始时刻有一小虫(可视作质点)从盘心出发,沿径向相对于圆盘匀速爬向其边缘.设小虫爬行过程中,圆盘绕转轴O转动,且角速度始终保持不变,小虫与圆盘之间无相对滑动.若以小虫和圆盘为系统,在小虫从盘心爬向圆盘边缘的过程中,下列说法正确的是( )
A 小虫爬行过程中系统相对于转轴O的角动量守恒
B 小虫爬行过程中系统相对于转轴O的转动惯量保持不变
C 小虫爬行过程中系统的动量守恒
D 当小虫到达圆盘边缘时,系统的转动动能最大
题目解答
答案
A 选项:小虫爬行过程中,系统所受合外力矩为零(圆盘光滑竖直轴无摩擦,小虫沿径向爬行,对圆盘无力矩),所以系统相对于转轴 O 的角动量守恒,A 正确。
B 选项:小虫从盘心爬向圆盘边缘,系统的质量分布发生变化,转动惯量逐渐增大,B 错误。
C 选项:系统所受合外力不为零(重力),所以系统的动量不守恒,C 错误。
D 选项:角动量守恒,转动惯量增大,角速度不变,根据转动动能
,转动惯量增大,所以系统的转动动能增大,当小虫到达圆盘边缘时,转动惯量最大,系统的转动动能最大,D 正确。
答案:AD.