题目
影响刚体转动惯量的因素:A. 刚体的总质量B. 刚体的质量分布C. 刚体的质心位置D. 转轴位置
影响刚体转动惯量的因素:
A. 刚体的总质量
B. 刚体的质量分布
C. 刚体的质心位置
D. 转轴位置
题目解答
答案
ABD
A. 刚体的总质量
B. 刚体的质量分布
D. 转轴位置
A. 刚体的总质量
B. 刚体的质量分布
D. 转轴位置
解析
转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量,其大小由以下因素决定:
- 刚体的总质量:总质量越大,转动惯量通常越大。
- 质量分布:质量分布越远离转轴,转动惯量越大。
- 转轴位置:转轴位置不同,各质点到转轴的距离不同,导致转动惯量变化。
质心位置本身不是直接决定因素,而是通过转轴位置与质量分布间接影响转动惯量(例如平行轴定理中,转动惯量与转轴到质心的距离相关)。
选项分析
A. 刚体的总质量
转动惯量公式 $I = \sum m_i r_i^2$ 中,总质量 $M = \sum m_i$ 是组成部分。若总质量增加,转动惯量通常会增大(假设质量分布不变)。因此 总质量是影响因素。
B. 刚体的质量分布
质量分布直接影响各质点到转轴的距离 $r_i$。例如,质量集中在边缘的刚体(如空心球)比质量集中在中心的刚体(如实心球)具有更大的转动惯量。因此 质量分布是关键因素。
C. 刚体的质心位置
质心位置本身不直接影响转动惯量。例如,若转轴通过质心,转动惯量可能最小,但这是由转轴位置决定的,而非质心位置独立作用。因此 质心位置不是直接因素。
D. 转轴位置
转轴位置改变时,各质点到转轴的距离 $r_i$ 改变,导致转动惯量变化。例如,平行轴定理 $I = I_{\text{质心}} + Md^2$ 中,$d$ 是转轴到质心的距离,说明转轴位置直接影响结果。因此 转轴位置是决定性因素。