吉大力學課件7第七章

1、第七章第七章 剛剛 體體本章內(nèi)容提要本章內(nèi)容提要 一、一、剛體定軸轉(zhuǎn)動運動學剛體定軸轉(zhuǎn)動運動學 二、二、剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學 三、三、剛體平面平行運動的處理方法剛體平面平行運動的處理方法 四、四、以質(zhì)心為基點處理剛體的平面平行運動以質(zhì)心為基點處理剛體的平面平行運動 五、五、剛體平面平行運動的瞬時轉(zhuǎn)軸剛體平面平行運動的瞬時轉(zhuǎn)軸 六、六、剛體的平衡剛體的平衡 七、七、剛體定點進動現(xiàn)象剛體定點進動現(xiàn)象 本章知識單元與知識點小結本章知識單元與知識點小結力學力學電子教案電子教案有形物質(zhì)的存在狀態(tài)：有形物質(zhì)的存在狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)。固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、等離子態(tài)。在外力和內(nèi)力的作

2、用下均有形變。在外力和內(nèi)力的作用下均有形變。整體上形變可忽略的特殊固態(tài)物質(zhì)整體上形變可忽略的特殊固態(tài)物質(zhì)-剛體剛體剛體也是一種理想化的模型剛體也是一種理想化的模型本章知識提要本章知識提要返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案定軸轉(zhuǎn)動運動學定軸轉(zhuǎn)動運動學轉(zhuǎn)動參量的矢量性分析轉(zhuǎn)動參量的矢量性分析轉(zhuǎn)動角量與線量的關系轉(zhuǎn)動角量與線量的關系描述剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動參量描述剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動參量 一、剛體定軸轉(zhuǎn)動運動學一、剛體定軸轉(zhuǎn)動運動學返回上級目錄返回上級目錄描述剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動參量描述剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動參量 角位置：角位置： 角位移大小：角位移大?。?平均角速度大?。浩骄撬俣却笮。?瞬時

3、角速度大?。核矔r角速度大?。?平均角加速度大小：平均角加速度大?。?瞬時角加速度大?。核矔r角加速度大小： 力學力學電子教案電子教案對于勻角加速轉(zhuǎn)動：對于勻角加速轉(zhuǎn)動： 勻角加速度轉(zhuǎn)動勻角加速度轉(zhuǎn)動 返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案轉(zhuǎn)動參量的矢量性分析轉(zhuǎn)動參量的矢量性分析動畫演示動畫演示返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案授課視頻片段授課視頻片段 1. p 1. p 點的線速度與角速度的關系點的線速度與角速度的關系轉(zhuǎn)動參量與線量的關系轉(zhuǎn)動參量與線量的關系2. p2. p點線加速度與角速度、角加速度的關系點線加速度與角速度、角加速度的關系返回上級目錄返回上級目錄力學力學

4、電子教案電子教案剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學 轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動定律轉(zhuǎn)動定律角動量定理與守恒角動量定理與守恒動能、角動量、外力功表示動能、角動量、外力功表示 動能定理動能定理二、剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學二、剛體定軸轉(zhuǎn)動動力學返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體定軸轉(zhuǎn)動的勢能、動能、角動量、外力功的表示剛體定軸轉(zhuǎn)動的勢能、動能、角動量、外力功的表示1. 1. 剛體的重力勢能（也適用一般質(zhì)點組）剛體的重力勢能（也適用一般質(zhì)點組）2. 2. 剛體的動能剛體的動能3. 3. 定軸轉(zhuǎn)動情況下剛體的角動量定軸轉(zhuǎn)動情況下剛體的角動量力學力學電子教案電子教案4. 4. 外力的功外力的功返回

5、上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量1. 1. 物理意義物理意義2. 2. 轉(zhuǎn)動慣量的求法轉(zhuǎn)動慣量的求法對于分立的質(zhì)點組：對于分立的質(zhì)點組：3. 3. 常見對稱剛體繞對稱軸的轉(zhuǎn)動慣量：常見對稱剛體繞對稱軸的轉(zhuǎn)動慣量：力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案4. 4. 關于轉(zhuǎn)動慣量的幾個定理關于轉(zhuǎn)動慣量的幾個定理(1) (1) 平行軸定理平行軸定理(2) (2) 正交軸定理（僅對薄剛體）正交軸定理（僅對薄剛體）(3) (3) 組合軸定理組合軸定理力學力學電子教案電子教案例例7.2.2-1 7.2.2-1 求細長桿對過其一端并與桿垂直的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量求細長桿對過其一

6、端并與桿垂直的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量。返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律剛體定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律適用條件：剛體、定軸轉(zhuǎn)動適用條件：剛體、定軸轉(zhuǎn)動力學力學電子教案電子教案返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理與角動量守恒剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量定理與角動量守恒適用條件：適用條件：質(zhì)點組、定軸轉(zhuǎn)動質(zhì)點組、定軸轉(zhuǎn)動如果外力矩為零，則角動量守恒如果外力矩為零，則角動量守恒力學力學電子教案電子教案授課視頻片段授課視頻片段力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理剛體定軸轉(zhuǎn)動

7、的動能定理適用條件：剛體定軸轉(zhuǎn)動適用條件：剛體定軸轉(zhuǎn)動力學力學電子教案電子教案返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案三、剛體平面平行運動的處理方法三、剛體平面平行運動的處理方法動畫演示動畫演示返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體平面平行運動剛體平面平行運動描述剛體平動和轉(zhuǎn)動方程描述剛體平動和轉(zhuǎn)動方程平面平行運動應用舉例平面平行運動應用舉例動能和角動量表達式動能和角動量表達式 四、以質(zhì)心為基點處理剛體的平面平行運動四、以質(zhì)心為基點處理剛體的平面平行運動返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案平面平行運動的動能及角動量的表達式平面平行運動的動能及角動量的表達式返回

8、上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案描述剛體的平動和轉(zhuǎn)動的方程描述剛體的平動和轉(zhuǎn)動的方程1. 1. 質(zhì)心的平動質(zhì)心的平動力學力學電子教案電子教案2. 2. 繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體平面平行運動舉例剛體平面平行運動舉例1. 1. 剛體軸處受力剛體軸處受力力學力學電子教案電子教案1). 1). 釋放后瞬時：釋放后瞬時：力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案2. 2. 質(zhì)點與剛體的碰撞質(zhì)點與剛體的碰撞力學力學電子

9、教案電子教案力學力學電子教案電子教案4. 4. 剛體的純滾動剛體的純滾動力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案4. 4. 剛體純滾動中的滾動摩擦剛體純滾動中的滾動摩擦5. 5. 剛體其它形式的平面平行運動剛體其它形式的平面平行運動力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案力學力學電子教案電子教案 返回上級目錄返回上級目

10、錄力學力學電子教案電子教案平面平行運動瞬時轉(zhuǎn)軸平面平行運動瞬時轉(zhuǎn)軸繞瞬時軸的動能定理繞瞬時軸的動能定理繞瞬時軸的轉(zhuǎn)動定律繞瞬時軸的轉(zhuǎn)動定律剛體的瞬時轉(zhuǎn)軸剛體的瞬時轉(zhuǎn)軸 五、剛體平面平行運動的瞬時轉(zhuǎn)軸五、剛體平面平行運動的瞬時轉(zhuǎn)軸返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體的瞬時轉(zhuǎn)軸剛體的瞬時轉(zhuǎn)軸返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案剛體繞瞬時轉(zhuǎn)軸的動能定理剛體繞瞬時轉(zhuǎn)軸的動能定理返回上級目錄返回上級目錄剛體繞瞬時轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動定律剛體繞瞬時轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動定律返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案六、剛體的平衡六、剛體的平衡返回上級目錄返回上級目錄力學力學電子教案電子教案七、剛體的定點進動七、剛體的定點進動00)=limlimttdLLLtLMdttt （t+（t圖7.7.2-2當當0M 角動量守恒，自轉(zhuǎn)軸方向不變角動量守恒，自轉(zhuǎn)軸方向不變應用：應用：常平架回轉(zhuǎn)儀，導彈、飛機、坦克或艦船中，以回轉(zhuǎn)常平架回轉(zhuǎn)儀，導彈、飛機、坦克或艦船中，以回轉(zhuǎn)儀自轉(zhuǎn)軸線為標準，可隨時指出導彈等的方位，以便自動調(diào)儀自轉(zhuǎn)軸線為標準，可隨時指出導彈等的方位，以便自動調(diào)整方向，因而成為自動駕駛儀的重要組成部分。整方向，因而成為自動駕駛儀的重要組成部分。圖7.7.3-50Mrmg如果如果)0L（t則翻轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生進動則翻轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生