题目
自由悬挂的棒AB,可绕端点A自由转动,先给棒一初速度,则棒向上摆动的过程中( )A角速度增大,角加速度减小B角速度增大,角加速度增大C角速度减小,角加速度减小D角速度减小,角加速度增大
自由悬挂的棒AB,可绕端点A自由转动,先给棒一初速度,则棒向上摆动的过程中( )
A角速度增大,角加速度减小
B角速度增大,角加速度增大
C角速度减小,角加速度减小
D角速度减小,角加速度增大
题目解答
答案
对于自由悬挂的棒AB,当绕端点A自由转动并给予初速度时,其运动状态可以通过分析角速度和角加速度的变化来确定。
角速度:描述刚体绕某点转动的快慢程度,用ω表示。
角加速度:描述刚体角速度变化快慢的物理量,用α表示。
分析棒AB的摆动过程:
初始状态:棒AB具有一个向上的初速度,因此开始时会向上摆动。
重力作用:在摆动过程中,棒AB会受到重力的作用。由于棒是自由悬挂的,重力会使棒产生向下的加速度,但这个加速度是线性的,我们需要将其转换为角加速度。
角速度和角加速度的变化:
角速度:由于重力作用,棒会逐渐减速(即角速度减小)。这是因为重力产生的力矩与棒的转动方向相反,会阻碍棒的转动。
角加速度:随着棒向上摆动并减速,其角速度的变化率(即角加速度)会增大。这是因为重力产生的力矩越来越大(因为力矩与距离成正比,而棒在摆动过程中相对于悬挂点的距离在增大),导致角加速度增大。
所以,在棒向上摆动的过程中,角速度减小,而角加速度增大。
答案是D。