大物解題思路及剛體習(xí)題課市公開(kāi)課特等獎(jiǎng)市賽課微課一等獎(jiǎng)?wù)n件

解題思緒（1）解題普通標(biāo)準(zhǔn)都是先仔細(xì)審題，搞清題意，構(gòu)思出題述物理圖象或物理過(guò)程。明確已知什么，求解什么。（3）從物理圖象中找出以及這些物理量之間直接或間接關(guān)系，并按一定邏輯思緒一步步表示出來(lái)，最終求解并得出結(jié)果。（2）對(duì)構(gòu)思出物理圖象要畫(huà)出示意圖。幫助了解題意，幫助尋找物理量之間關(guān)系。第1頁(yè)（1）解題時(shí)，先規(guī)范地畫(huà)出示意圖，畫(huà)出選擇坐標(biāo)系，圖中代表物理量字符必須規(guī)范和統(tǒng)一。（2）包括各種計(jì)算，應(yīng)先進(jìn)行符號(hào)運(yùn)算，后進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算。（3）對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)（討論），舍去不符合實(shí)際結(jié)果。（4）解題要學(xué)會(huì)使用恰當(dāng)文字表示來(lái)正確表示思緒、寫(xiě)出各步驟依據(jù)。（5）只有公式和數(shù)字解題是不完整。解題規(guī)范第2頁(yè)剛體力學(xué)習(xí)題課第3頁(yè)一、描述剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)基本物理量物理量（轉(zhuǎn)動(dòng)參量）定義式特點(diǎn)角位置、角位移角速度角加速度第4頁(yè)物理量（狀態(tài)參量）計(jì)算式特例（對(duì)質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I角動(dòng)量轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek注意：定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，勢(shì)能EP=mghc第5頁(yè)一、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)與質(zhì)點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)比較質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)條件勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)慣性系勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速度轉(zhuǎn)動(dòng)慣性系變加速度直線運(yùn)動(dòng)變加速度轉(zhuǎn)動(dòng)慣性系第6頁(yè)二、描述剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)物理量與質(zhì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)線量（角量）動(dòng)量、力（角動(dòng)量、力矩）功、動(dòng)能(功、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能)勢(shì)能第7頁(yè)三、相關(guān)定律、定理與質(zhì)點(diǎn)(系)比較質(zhì)點(diǎn)系運(yùn)動(dòng)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)適用條件瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)定律慣性系、系統(tǒng)某時(shí)刻動(dòng)量（動(dòng)量矩）定理慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程t1→t2動(dòng)能定理慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程r1→r2、θ1→θ2功效原理慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程r1→r2、θ1→θ2第8頁(yè)四、守恒定理與質(zhì)點(diǎn)（系）比較質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)適用條件機(jī)械能守恒慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程動(dòng)量守恒慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程t1→t2動(dòng)能守恒慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程r1→r2、θ1→θ2（動(dòng)量矩）角動(dòng)量守恒慣性系、系統(tǒng)某過(guò)程r1→r2、θ1→θ2第9頁(yè)四、經(jīng)典問(wèn)題1、物理量矢量性對(duì)于定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這些物理量方向都沿著轉(zhuǎn)軸！第10頁(yè)2、在同一個(gè)問(wèn)題中，物理量等都是相對(duì)于同一個(gè)轉(zhuǎn)軸而言。3、繞O軸定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體動(dòng)能第11頁(yè)例

質(zhì)量分別為m和2m，半徑分別為r和2r兩個(gè)勻質(zhì)圓盤(pán)，同軸地粘在一起，可繞經(jīng)過(guò)盤(pán)心且垂直于盤(pán)面水平光滑轉(zhuǎn)動(dòng)，在大小盤(pán)邊緣都繞有繩子，繩下端都掛一質(zhì)量為m重物，如圖，求(1)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；(2)盤(pán)角加速度。2mmO第12頁(yè)解此題可分解為三個(gè)簡(jiǎn)單過(guò)程：(1)棒由水平位置下擺至豎直位置但還未與物塊相碰.此過(guò)程機(jī)械能守恒.以棒、地球?yàn)橐幌到y(tǒng)，以棒重心在豎直位置時(shí)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則有例質(zhì)量為m，長(zhǎng)為l均勻細(xì)棒，可繞過(guò)其一端水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)將棒拉到水平位置(OA′)后放手，棒下擺到豎直位置(OA)時(shí)，與靜止放置在水平面A處質(zhì)量為M物塊作完全彈性碰撞，物體在水平面上向右滑行了一段距離s后停頓.設(shè)物體與水平面間摩擦系數(shù)μ處處相同，求證第13頁(yè)(2)棒與物塊作完全彈性碰撞，此過(guò)程角動(dòng)量守恒(并非動(dòng)量守恒)和機(jī)械能守恒，設(shè)碰撞后棒角速度為ω′，物塊速度為v，則有(3)碰撞后物塊在水平面滑行，其滿足動(dòng)能定理聯(lián)立以上四式，即可證得：第14頁(yè)例如圖所表示，一質(zhì)量為M均質(zhì)方形薄板，其邊長(zhǎng)為L(zhǎng),鉛直放置著，它能夠自由地繞其一固定邊轉(zhuǎn)動(dòng)，若有一質(zhì)量為m，速度為v小球垂直于板面碰在板邊緣上。設(shè)碰撞是彈性，試分析碰撞后，板和小球運(yùn)動(dòng)情況。第15頁(yè)碰撞后板作勻角速定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)于小球，若小球按原方向運(yùn)動(dòng)；若小球碰后返回，即沿原來(lái)反方向運(yùn)動(dòng)。第16頁(yè)練習(xí)一根放在水平光滑桌面上勻質(zhì)棒，可繞經(jīng)過(guò)其一端豎直固定光滑軸O轉(zhuǎn)動(dòng)．棒質(zhì)量為m

=1.5kg,長(zhǎng)度為l=1.0m,對(duì)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為I=,初始時(shí)棒靜止．今有一水平運(yùn)動(dòng)子彈垂直地射入棒另一端,并留在棒中，如圖所表示.子彈質(zhì)量為m

=0.020kg,速率為v=400m·s-1．試問(wèn)：

(1)棒開(kāi)始和子彈一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度w有多大？(2)若棒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到大小為Mr=4.0N·m恒定阻力矩作用，棒能轉(zhuǎn)過(guò)多大角度θ？第17頁(yè)解：(1)子彈垂直地射入棒另一端，角動(dòng)量守恒(2)由轉(zhuǎn)動(dòng)定理第18頁(yè)**練習(xí)一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J