题目
根据转动定律,刚体获得的角加速度:A. 与合外力的大小成正比B. 与合外力方向相同C. 与合外力矩成正比D. 与合外力矩无关
根据转动定律,刚体获得的角加速度:
A. 与合外力的大小成正比
B. 与合外力方向相同
C. 与合外力矩成正比
D. 与合外力矩无关
题目解答
答案
C. 与合外力矩成正比
解析
本题考查刚体转动定律的相关知识。解题的关键在于理解转动定律的内容,并根据其来分析刚体角加速度与各物理量之间的关系。
转动定律的表达式为$\vec{M} = I\vec{\alpha}$,其中$\vec{M}$是刚体所受的合外力矩,$I$是刚体的转动惯量,$\vec{\alpha}$是刚体的角加速度。
下面对每个选项进行分析:
- 选项A:合外力的大小与刚体获得的角加速度并没有直接的正比关系。根据转动定律,影响角加速度的是合外力矩,而不是合外力的大小。例如,当力的作用点不同时,即使合外力大小相同,产生的合外力矩也可能不同,从而导致角加速度不同。所以选项A错误。
- 选项B:角加速度是矢量,它的方向与合外力矩的方向相同,而不是与合外力方向相同。合外力矩决定了刚体转动状态改变的方向,即角加速度的方向。所以选项B错误。
- 选项C:由转动定律$\vec{M} = I\vec{\alpha}$,可得$\vec{\alpha}=\frac{\vec{M}}{I}$。在刚体的转动惯量$I$一定的情况下,角加速度$\vec{\alpha}$与合外力矩$\vec{M}$成正比。所以选项C正确。
- 选项D:从转动定律$\vec{M} = I\vec{\alpha}$可以明显看出,合外力矩是决定刚体角加速度的关键因素,角加速度与合外力矩是有关的。所以选项D错误。