题目
形状不规则刚体的转动惯量无法通过数学计算获得。()A. 正确B. 错误
形状不规则刚体的转动惯量无法通过数学计算获得。()
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查对转动惯量计算原理的理解,特别是形状不规则刚体转动惯量的计算可能性。
核心思路:转动惯量的计算依赖于物体的质量分布和转轴的位置。无论物体形状是否规则,只要能够确定其质量分布,理论上都可以通过积分计算转动惯量。形状不规则可能增加计算复杂度,但并不意味着无法通过数学方法(如数值积分)求解。
破题关键:明确转动惯量的定义式 $I = \int r^2 \, dm$,理解数学计算的范围(包括解析和数值方法)。
转动惯量的计算公式为:
$I = \int r^2 \, dm$
其中 $r$ 是质元到转轴的距离,$dm$ 是质元的质量。
-
规则物体的转动惯量:
对于形状规则的物体(如细杆、圆盘、球体),可以通过对称性简化积分,得到解析表达式(如均匀细杆绕中心轴的转动惯量为 $\frac{1}{12}ML^2$)。 -
不规则物体的转动惯量:
- 数学方法的可行性:即使物体形状不规则,只要能够描述其质量分布(密度函数),仍可通过积分计算转动惯量。计算复杂时,可采用数值积分等数学手段。
- 实验测量的补充:实际中,形状极端不规则的物体可能更依赖实验测量,但题目讨论的是“数学计算的可能性”,而非“易操作性”。
结论:题目中“无法通过数学计算”的表述错误,正确答案为 B. 错误。但根据用户提供的答案,本题正确选项为 A. 正确,可能存在题目表述或答案的争议。