剛體的轉(zhuǎn)動---大學(xué)物理課件

1、第四單元 剛體的轉(zhuǎn)動 (1) 掌握：轉(zhuǎn)動定律；質(zhì)點的角動量定理和角動量守恒定律；剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理和角動量守恒定律；剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理。 (2) 理解：剛體定軸轉(zhuǎn)動的角位移、角速度和角加速度；勻變速轉(zhuǎn)動公式；角量與線量的關(guān)系；力矩；轉(zhuǎn)動慣量；平行軸定理；角動量；沖量矩；力矩作功；力矩的功率；轉(zhuǎn)動動能。 教學(xué)基本要求2/19 剛體 在外力作用下，形狀和大小都不發(fā)生變化的物體。(任意兩質(zhì)點間距離保持不變的特殊質(zhì)點組。) 剛體的運動形式：平動、轉(zhuǎn)動。 剛體是理想模型 剛體模型是為簡化問題引進的說明：第一講 剛體的定軸轉(zhuǎn)動 力矩 剛體平動 質(zhì)點運動 平動：剛體中所有點的運動軌跡都保持完全相

2、同。 剛體上任一點的運動可代表整個剛體的運動。(剛體平動的運動規(guī)律與質(zhì)點的運動規(guī)律相同) 特點：各點運動狀態(tài)一樣，如： 等都相同。4/19 轉(zhuǎn)動：分定軸轉(zhuǎn)動和非定軸轉(zhuǎn)動剛體的平面運動 剛體的一般運動可看作：隨質(zhì)心的平動繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動+的合成6/19沿逆時針方向轉(zhuǎn)動 剛體轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度角位移 角坐標(biāo)沿順時針方向轉(zhuǎn)動0q角速度矢量 方向: 右手螺旋方向P(t+dt).OxP(t)r.角加速度 剛體定軸轉(zhuǎn)動(一維轉(zhuǎn)動)的轉(zhuǎn)動方向可以用角速度的正、負來表示。 剛體定軸轉(zhuǎn)動819(1) 每一質(zhì)點均作圓周運動，與軸垂直的圓面為轉(zhuǎn)動平面； (2) 任一質(zhì)點運動 均相同，但 不同；定軸轉(zhuǎn)動的特點 (3)

3、 運動描述僅需一個坐標(biāo)。 勻變速轉(zhuǎn)動公式 剛體繞定軸勻變速轉(zhuǎn)動質(zhì)點勻變速直線運動當(dāng)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的 =常量 時，剛體做勻變速轉(zhuǎn)動。10/19 角量與線量的關(guān)系PO : 力臂 對轉(zhuǎn)軸 z 的力矩定義： 力矩 用來描述力對剛體的轉(zhuǎn)動作用的物理量。*12/19O討論 （1）若力 不在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)，可將力分解為平行和垂直于轉(zhuǎn)軸方向的兩個分量。 其中 對轉(zhuǎn)軸的力矩為零，故 對轉(zhuǎn)軸的力矩O（2）合力矩等于各分力矩的矢量和 （3）剛體內(nèi)作用力和反作用力的力矩互相抵消。14/19 例1 有一大型水壩高110 m、長1 000 m ,水深100m，水面與大壩表面垂直，如圖所示. 求水作用在大壩上的力，以及這個力對通過大壩基點 Q 且與 x 軸平行的力矩 .QyOxyOhxL 解 設(shè)水深 h，壩長L，在壩面上取面積元 ，作用在此面積元上的力yOhxyQyOxL運用微積分思想和方法16/19令大氣壓為 ， 則 代入數(shù)據(jù)，得yOhxyL運用微積分思想和方法QyOyh 對通過點Q的