题目
长为L的均匀细杆OM可绕水平O轴在竖直平面内自由转动,如图所示。今使细杆OM从水平位置开始自由摆下,在细杆摆动到铅直位置的过程中,其角速度ω,角加速度α如何变化?( )A. ω增大,α减小;B. ω减小,α减小;C. ω增大,α增大;D. ω减小,α增大。
长为L的均匀细杆OM可绕水平O轴在竖直平面内自由转动,如图所示。今使细杆OM从水平位置开始自由摆下,在细杆摆动到铅直位置的过程中,其角速度ω,角加速度α如何变化?( )
A. ω增大,α减小;
B. ω减小,α减小;
C. ω增大,α增大;
D. ω减小,α增大。
题目解答
答案
A. ω增大,α减小;
解析
步骤 1:分析角速度ω的变化
细杆OM从水平位置开始自由摆下,摆动到铅直位置的过程中,重力势能转化为动能。由于细杆的转动惯量不变,根据转动动能定理,动能增加,角速度ω增大。
步骤 2:分析角加速度α的变化
在细杆摆动过程中,重力对细杆产生力矩,使细杆加速转动。当细杆从水平位置摆动到铅直位置时,重力力矩逐渐减小,因此角加速度α减小。
细杆OM从水平位置开始自由摆下,摆动到铅直位置的过程中,重力势能转化为动能。由于细杆的转动惯量不变,根据转动动能定理,动能增加,角速度ω增大。
步骤 2:分析角加速度α的变化
在细杆摆动过程中,重力对细杆产生力矩,使细杆加速转动。当细杆从水平位置摆动到铅直位置时,重力力矩逐渐减小,因此角加速度α减小。