一个先前静止的刚体只受到一个恒定力的作用,刚体的运动状态如何.

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/18 13:57:46

一个先前静止的刚体只受到一个恒定力的作用,刚体的运动状态如何.
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运动状态包括它的平动和旋转。
二者都要答~
3楼那个都违反动量守恒啦。
如果一个有质量的物体沿刚体切线方向且过，这个物体肯定会因为阻力而使动量减少。
而刚体的质心不变，仅仅是开始转动。
结果刚体总动量不变，而物体的动量却减少了。
3楼肯定不对

首先请楼主看一下3楼的答案,那是错误的答案,但你所分析的他出错的原因不对.你在提到有一个物体切过的情景时说“刚体的质心不变”,这个说法是错误的!事实上刚体并没有被“固心”其质心会因为这种摩擦而具有一定速度,从而刚体将具有一定动量,而物体动量减小,符合定律!值得一提的是,物体和刚体都会旋转起来,能量上来看,物体的平动动能转化为两体的平动和转动动能.另外就是,你的例子也不是恒力作用的情景,只是瞬间的碰撞而已.
3楼的错误在于：垂直于作用点到质心连线的分力并不是总存在,它是变化的!一个最简单的情景是：当作用点转至与质心连线正好为恒力方向时,这个垂直分力就不存在了!因此这个“旋转运动”的说法有待商榷.如果误以为是完整的圆周运动,就会出错.
现在为各位解释一下恒力的说法：物理上讲恒力是作用点、方向和大小都不变化的力.楼主提出的问题的正确答案是（力的作用点和质心连线在开始时不沿力的作用方向）：
质心做以a=F/M为加速度的直线运动,同时刚体绕质心做旋转摆动!
分析如下：
根据系统的牛顿第二定律,无论作用点在哪里,将刚体看做指点系,则其总加速度必为a!总加速度即是质心的加速度,因此质心做匀加速直线运动!
为了更好的理解旋转摆动,我们不妨舍弃复杂的微积分演算,采用中学的手段——非惯性参考系来分析刚体的旋动.以质心为参考系,它是非惯性系,那么整个刚体受到与加速度方向相反的大小为F的作用在质心上的力.模型简化为两个不共线等大恒力的作用问题.此时二力构成力偶,刚体必然沿力偶方向旋转,其质心为轴点.当转至二力共线反向时,力偶为0,但由于惯性,物体继续旋动,此后力偶反向!当物体转至初始状态的对称位置时,由对称性易知角动量变为0,在反力偶作用下开始反向旋转,最终是做周期性的旋转摆动!
可以借助微积分知识求出摆动周期,如果是定性分析,当然就没必要了.
总之,刚体质心匀加速直线运动,并周期旋转摆动.
希望能对楼主有所帮助：）

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