题目
匀质细棒可绕过中点且垂直于棒的光滑轴在竖直平面内转动,棒初始时水平静止,如在棒端施加一力矩一段时间,使棒获得一绕轴转动的角速度,然后停止施加,则() (提示:力矩停止施加后,棒所受的合外力矩?) A. 棒将围绕竖直位置来回摆动B. 棒将做匀速转动C. 棒将做减速转动,直至静止D. 棒的运动状态要根据停止施加力矩时,棒所处位置来决定
匀质细棒可绕过中点且垂直于棒的光滑轴在竖直平面内转动,棒初始时水平静止,如在棒端施加一力矩一段时间,使棒获得一绕轴转动的角速度,然后停止施加,则()
(提示:力矩停止施加后,棒所受的合外力矩?)
- A. 棒将围绕竖直位置来回摆动
- B. 棒将做匀速转动
- C. 棒将做减速转动,直至静止
- D. 棒的运动状态要根据停止施加力矩时,棒所处位置来决定
题目解答
答案
B
解析
步骤 1:分析力矩停止施加后的情况
当力矩停止施加后,棒所受的合外力矩为零。因为棒是匀质细棒,且绕过中点的光滑轴转动,所以棒的重心在轴上,重力不会产生力矩。因此,棒所受的合外力矩为零。
步骤 2:应用牛顿第二定律
根据牛顿第二定律,当合外力矩为零时,棒的角加速度为零。这意味着棒的角速度不会改变,即棒将保持匀速转动。
步骤 3:确定最终运动状态
由于棒在力矩停止施加后,所受的合外力矩为零,棒将保持匀速转动,不会减速直至静止,也不会围绕竖直位置来回摆动。因此,棒的运动状态将保持匀速转动。
当力矩停止施加后,棒所受的合外力矩为零。因为棒是匀质细棒,且绕过中点的光滑轴转动,所以棒的重心在轴上,重力不会产生力矩。因此,棒所受的合外力矩为零。
步骤 2:应用牛顿第二定律
根据牛顿第二定律,当合外力矩为零时,棒的角加速度为零。这意味着棒的角速度不会改变,即棒将保持匀速转动。
步骤 3:确定最终运动状态
由于棒在力矩停止施加后,所受的合外力矩为零,棒将保持匀速转动,不会减速直至静止,也不会围绕竖直位置来回摆动。因此,棒的运动状态将保持匀速转动。