大學(xué)物理第五版上冊課件：第4章課件3

1、1,力的空間累積效應(yīng)： 力的功、動能、動能定理,2,力矩的功：,一力矩作功,比較,3,二力矩的功率,比較,三轉(zhuǎn)動動能,4,四剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理,剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理,比較,2021/4/16,5,三. 轉(zhuǎn)動動能,任一質(zhì)元,求和,對定軸剛體,*b. 另一種描述方法 （運動疊加）,不適用,定軸 o,質(zhì)心軸 c,質(zhì)心,6,以子彈和沙袋為系統(tǒng),動量守恒；,角動量守恒；,機械能不守恒 .,子彈擊入沙袋,細繩質(zhì)量不計,7,以子彈和桿為系統(tǒng),機械能不守恒,角動量守恒；,動量不守恒；,8,圓錐擺,圓錐擺系統(tǒng),動量不守恒；,角動量守恒；,機械能守恒,9,例1 留聲機的轉(zhuǎn)盤繞通過盤心垂直盤面的軸以角速率

2、 作勻速轉(zhuǎn)動放上唱片后，唱片將在摩擦力作用下隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動設(shè)唱片的半徑為R，質(zhì)量為m，它與轉(zhuǎn)盤間的摩擦系數(shù)為 ，求：(1)唱片與轉(zhuǎn)盤間的摩擦力矩； (2)唱片達到角速度 時需要多長時間；(3)在這段時間內(nèi)，轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動力矩做了多少功？,10,R,r,dr,dl,o,解 (1) 如圖取面積元ds = drdl，該面元所受的摩擦力為,此力對點o的力矩為,11,于是，在寬為dr的圓環(huán)上，唱片所受的摩擦力矩為,R,r,dr,dl,o,12,(3) 由 可得在 0 到 t 的時間內(nèi)，轉(zhuǎn)過的角度為,(2) 由轉(zhuǎn)動定律求 ，(唱片J=mR2/2),（作勻加速轉(zhuǎn)動）,驅(qū)動力矩做的功為,由 可求得,13,例2 一

3、長為 l , 質(zhì)量為m 的竿可繞支點O自由轉(zhuǎn)動一質(zhì)量為m、速率為v 的子彈射入竿內(nèi)距支點為a 處，使竿的偏轉(zhuǎn)角為30o . 問子彈的初速率為多少?,解子彈、竿組成一系統(tǒng)，應(yīng)用角動量守恒,14,射入竿后，以子彈、細桿和地球為系統(tǒng)，E =常量,解得：,2021/4/16,15,例3一長為 l 、質(zhì)量為 m 勻質(zhì)細桿豎直放置,其下端與一固定鉸鏈O相接，并可繞其轉(zhuǎn)動由 于此豎直放置的細桿處于非穩(wěn)定平衡 狀態(tài)，當 其受到微小擾動時，細桿將在重力作用下由靜止開始繞鉸鏈O轉(zhuǎn)動試計算細桿轉(zhuǎn)動到與豎直線 成 角時的角加速度和角速度,法 動力學(xué)方法,討論: 多種方法,法 動能定理,法 機械能守恒,2021/4/16,16,接觸處： 靜摩擦力 不作功,分解,質(zhì)心平動+繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動, 剛體平面平行運動,1.質(zhì)心運動,2.繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動,3.能量方面,動能定理 機械能守恒,2021/4/16,17,例 一繩索纏繞在半徑為 R 、質(zhì)量為m的均勻圓盤的圓周上，繩的另一端懸掛在天花板上（如圖）.設(shè)繩的質(zhì)量不計，求：(1)圓盤質(zhì)心速度與y的關(guān)系； (2)繩的張力。,a. 質(zhì)心運動定律,分析：,b. 繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動定律,2021/4/16,18,進動（旋進