题目
质心运动定理表明,质点系的总动量的变化等于什么?A. 作用于质点系所有外力的矢量和B. 作用于质点系所有内力的矢量和C. 质点系中单个质点动量的变化之和D. 质点系的总质量与质心加速度的乘积
质心运动定理表明,质点系的总动量的变化等于什么?
A. 作用于质点系所有外力的矢量和
B. 作用于质点系所有内力的矢量和
C. 质点系中单个质点动量的变化之和
D. 质点系的总质量与质心加速度的乘积
题目解答
答案
A. 作用于质点系所有外力的矢量和
解析
质心运动定理是经典力学中的重要定理,其核心内容为:质点系的总动量的变化率等于作用于该质点系的所有外力的矢量和。理解这一结论的关键在于明确以下两点:
- 内力对总动量无影响:质点系内部各质点之间的相互作用力(内力)在矢量和上总是相互抵消,因此不会改变系统的总动量。
- 外力决定总动量的变化:只有外力的矢量和能够引起质点系总动量的变化,且变化的快慢由外力的矢量和决定。
本题直接考查对定理内容的记忆与理解,需注意区分总动量的变化与总动量的变化率的表述差异。
质心运动定理的数学表达式为:
$\frac{d}{dt} \vec{P}_{\text{总}} = \sum \vec{F}_{\text{外}}$
其中,$\vec{P}_{\text{总}}$ 是质点系的总动量,$\sum \vec{F}_{\text{外}}$ 是所有外力的矢量和。
选项分析:
-
A. 作用于质点系所有外力的矢量和
正确。根据定理,总动量的变化率等于外力的矢量和,因此总动量的变化由外力的矢量和决定。 -
B. 作用于质点系所有内力的矢量和
错误。内力的矢量和为零,不会影响总动量的变化。 -
C. 质点系中单个质点动量的变化之和
错误。虽然单个质点动量的变化之和等于总动量的变化,但题目问的是总动量变化的来源,而非其等价表达。 -
D. 质点系的总质量与质心加速度的乘积
错误。这是牛顿第二定律对质心运动的表达($\vec{F}_{\text{外}} = M \vec{a}_{\text{质心}}$),与总动量的变化率等价,但题目问的是总动量变化本身,而非其变化率。