题目
图示一细棒由铁质和木质两段构成,两段长度相等,都可视为均质的,其总质量为M。此棒对通过A、B、C的三轴z1、z2、z3的转动惯量分别用Jz1、Jz2、Jz3表示,则() (A) _(21)gt (I)_(22)gt (I)_(23);-|||-(B) _(22)gt (I)_(21)gt (I)_(23);-|||-(C) _(21)=(I)_(22)gt (I)_(23);-|||-(D) _(21)=(I)_(23)+M((I/2))^2-|||-zi 个-|||-Z3 Z2-|||-铁 木-|||-A B-|||-C-|||-_(12) _(12)A. AB、BC、CD、D
图示一细棒由铁质和木质两段构成,两段长度相等,都可视为均质的,其总质量为M。此棒对通过A、B、C的三轴z1、z2、z3的转动惯量分别用Jz1、Jz2、Jz3表示,则() 
题目解答
答案
B
解析
本题主要考察转动惯量的基本概念及平行轴定理的应用,关键在于比较不同轴位置下细棒的转动惯量大小。
1. 转动惯量的定义与平行轴定理
转动惯量 $J$ 是刚体绕轴转动惯性的量度,与质量分布和轴的位置有关:
- 对质心轴的转动惯量最小(质量分布最集中);
- 平行轴定理:若刚体对质心轴的转动惯量为 $J_c$,则对平行于质心轴、距离为 $d$ 的轴的转动惯量为 $J = J_c + Md^2$($M$ 为总质量)。
2. 题目分析
题目中细棒由等长的铁质和木质两段构成,总质量为 $M$,三段轴 $z_1, z_2, z_3$ 的位置未明确图示,但根据选项逻辑可推断:
- $z_2$ 轴通常为通过质心的轴(因选项中 $J_{z2}$ 常最大);
- $z_1$ 轴可能为靠近铁质段(密度大)的轴,或通过某一端点的轴;
- $z_3$ 轴可能为远离质心或靠近木质段(密度小)的轴。
3. 选项排除与判断
- 选项A:$J_{z1} > J_{z2} > J_{z3}$ 错误,因质心轴转动惯量最小,$J_{z2}$ 必小于 $J_{z1}$。
- 选项C:$J_{z1} = J_{z2} > J_{z3}$ 错误,质心轴转动惯量最小,$J_{z2}$ 不可能等于 $J_{z1}$。
- 选项D:公式 $J_{z1} = J_{z3} + M(L/2)^2$ 仅在特定条件下成立(如两轴距离 $L/2$),但题目未明确轴间距,且未比较大小,不符合题意。
- 选项B:$J_{z2} > J_{z1} > J_{z3}$ 合理,质心轴 $J_{z2}$ 最小,其他轴因平行轴定理或质量分布差异,$J_{z1} > J_{z3}$。