AP物理C:力学:旋转运动和扭矩

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例子问题

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问题1:旋转运动和扭矩

质量的转动当量是多少?

可能的答案:

惯性矩

角动量

半径

转矩

正确答案:

惯性矩

解释

正确答案是转动惯量。对于线性方程,质量是抵抗力并导致较低线性加速度的东西。同样,在旋转方程中,惯性矩抵抗扭矩,并导致较低的角加速度。

问题1:圆周运动和旋转运动

在旋转运动学方程中,什么量可以类比线性运动学方程中的力?

可能的答案:

角加速度

转矩

冲动

惯性矩

正确答案:

转矩

解释

就像力引起线性加速度一样,力矩引起角加速度。这一点在牛顿第二定律的线性旋转对比中最为明显:

第41题:运动

一只靴子放在粘在转子上的棍子。转子以角速度转动.启动装置的线速度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

线性(切线)速度,由下式给出:

在这里,角速度是每秒弧度和吗是半径,单位是米。

解决。

问题1:圆周运动和旋转运动

粒子的角动量

一个质点在直线上以恒定的速度经过空间中的一个定点,c,当质点从A点移动到b点时,质点在空间中的角动量是如何变化的?

可能的答案:

角动量不变

角动量减小

角动量增加

粒子没有角动量,因为它没有旋转

如果不知道粒子的质量,它就无法确定

正确答案:

角动量不变

解释

一个粒子绕一个固定轴的角动量是.当粒子靠近固定的轴时,两者而且改变。然而,产品保持不变。如果你想象一个三角形连接这三个点,乘积代表了“最接近”,标记为“在图表中。

粒子溶液的角动量

问题1:圆周运动和旋转运动

做下列哪一项可以让你找到一个物体的质心?

可能的答案:

记录它的形状

旋转它

在一个平面上滑动

把它挂在一个固定的点上

正确答案:

旋转它

解释

通过旋转物体可以找到物体的质心。它会自然地绕着质心旋转,这是由于质量相对于质心的均匀分布的概念。形状和质量是影响这一性质的重要因素,但最重要的因素是质量分布。

问题1:圆周运动和旋转运动

平衡天平的支点左移,需要做什么样的调整才能实现天平的再平衡?

可能的答案:

在右端增加质量

两端用同样的质量

在支点的新位置施加更多的质量

在左侧增加质量

如果天平最初是平衡的,移动支点不会改变这一点

正确答案:

在左侧增加质量

解释

通过向左移动来改变支点的位置意味着质心将在新位置的右边。因此,天平会向右倾斜。在左侧增加更多的重量会使天平重新平衡。其他选项都说不通。在新支点位置添加更多的质量不会改变天平的平衡,因为质量与新支点位置之间的距离可以忽略不计,并且不会改变两边的质量。

第51题:力学考试

如果两个物体,而且放在一个长度的跷跷板上在美国,支点必须放在什么地方才能使跷跷板保持水平?

可能的答案:

正确答案:

解释

这个问题要求我们找到这个系统的质心。我们知道质心存在一段距离从第一团中这样的:

在这种情况下:

代入已知值并求解。

问题1:旋转运动和扭矩

三个点质量在点上而且


和一个质点在这个点上

系统的质心离原点有多远?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了找到质心,我们必须取x坐标和y坐标的加权平均值。

措施:措施

首先我们取x轴的加权测量值:

我们可以看到x轴贡献的结果等于

现在,让我们看看y轴的贡献:

这等于

现在我们有了x和y分量,我们开平方根来得到最终答案:

这将得到

第51题:美联社物理C

物体从静止开始,加速到角速度在恒定扭矩的情况下三秒内.这个物体在这段时间内转了多少圈?

可能的答案:

正确答案:

解释

由于它所经历的力矩和角加速度都是恒定的,角位移可以用以下方法计算:

使用角速度和时间很容易计算出角加速度:

利用这个值,我们可以得到角位移:

把角位移换算成转数

第51题:力学考试

一个半径为0.5m、质量为3kg的圆盘,垂直于其边缘施加25N的力,使其旋转。圆盘的角加速度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们可以用与牛顿第二定律等价的旋转运动来求角加速度。在旋转运动中,转矩是惯性矩和角加速度的乘积:

圆盘的转动惯量为:

力矩是力和距离的乘积(在这种情况下是半径):

我们可以把这些代入第一个方程:

简化并重新整理出一个角加速度方程:

使用我们给定的值来求解:

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