题目
刚体作定轴转动时,已知初始时的角速度为 ,t 瞬时的角加速度α,则任一瞬时的角速度为 。A. 正确B. 错误
刚体作定轴转动时,已知初始时的角速度为 ,t 瞬时的角加速度α,则任一瞬时的角速度为 。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查刚体定轴转动中角速度与角加速度的关系。解题思路是根据刚体定轴转动的运动学公式,推导出角速度随时间的变化关系,再与题目所给内容进行对比判断。
刚体作定轴转动时,角加速度$\alpha$的定义为角速度$\omega$对时间$t$的变化率,即$\alpha=\frac{d\omega}{dt}$。
对$\alpha=\frac{d\omega}{dt}$进行分离变量可得$d\omega = \alpha dt$。
然后对等式两边进行积分,积分下限为初始时刻$t = 0$,此时角速度为$\omega_0$;积分上限为任意时刻$t$,此时角速度为$\omega$。
$\int_{\omega_0}^{\omega}d\omega=\int_{0}^{t}\alpha dt$
根据积分公式$\int d\omega=\omega + C_1$,$\int \alpha dt=\alpha t + C_2$($C_1$、$C_2$为常数),可得:
$\omega - \omega_0=\alpha t$
移项得到$\omega=\omega_0+\alpha t$
由此可知,仅知道初始时的角速度$\omega_0$和$t$瞬时的角加速度$\alpha$,不能直接得出任一瞬时的角速度,因为角加速度$\alpha$不一定是恒定不变的,所以题目说法错误。