题目
刚体作定轴转动时,垂直于转动轴的同一条直线上的各点,不但速度的方向相同,而且加速度的方向也相同。A. 对B. 错
刚体作定轴转动时,垂直于转动轴的同一条直线上的各点,不但速度的方向相同,而且加速度的方向也相同。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
刚体定轴转动时,所有质点的角速度$\omega$相同。题目中讨论的是垂直于转轴的同一直线上的各点,需判断它们的速度和加速度方向是否相同。
关键点:
- 速度方向:由$\vec{v} = \vec{\omega} \times \vec{r}$可知,速度方向垂直于半径$\vec{r}$,且同一直线上的各点半径方向一致,故速度方向相同。
- 加速度方向:加速度分为切向加速度$\vec{a}_t = \vec{\alpha} \times \vec{r}$(方向与速度相同)和法向加速度$\vec{a}_n = \omega^2 \vec{r}$(方向指向转轴)。由于同一直线上的各点半径方向一致,两分量方向均相同,总加速度方向相同。
速度方向分析
- 刚体定轴转动时,质点的速度$\vec{v}$由$\vec{\omega} \times \vec{r}$决定,方向始终沿圆周切线方向。
- 垂直于转轴的同一直线上的各点,其半径$\vec{r}$方向相同,因此速度方向一致。
加速度方向分析
- 切向加速度:$\vec{a}_t = \vec{\alpha} \times \vec{r}$,方向与速度方向相同。
- 法向加速度:$\vec{a}_n = \omega^2 \vec{r}$,方向指向转轴。
- 由于同一直线上的各点半径方向一致,$\vec{a}_t$和$\vec{a}_n$的方向均相同,总加速度方向相同。