剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)---大學(xué)物理課件

1、第四單元 剛體的轉(zhuǎn)動(dòng) (1) 掌握：轉(zhuǎn)動(dòng)定律；質(zhì)點(diǎn)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律；剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒定律；剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理。 (2) 理解：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移、角速度和角加速度；勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)公式；角量與線量的關(guān)系；力矩；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；平行軸定理；角動(dòng)量；沖量矩；力矩作功；力矩的功率；轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)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(diǎn)間距離保持不變的特殊質(zhì)點(diǎn)組。) 剛體的運(yùn)動(dòng)形式：平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)。 剛體是理想模型 剛體模型是為簡(jiǎn)化問題引進(jìn)的說明：第一講 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 力矩 剛體平動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 平動(dòng)：剛體中所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都保持完全相

2、同。 剛體上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可代表整個(gè)剛體的運(yùn)動(dòng)。(剛體平動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同) 特點(diǎn)：各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一樣，如： 等都相同。4/19 轉(zhuǎn)動(dòng)：分定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和非定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的平面運(yùn)動(dòng) 剛體的一般運(yùn)動(dòng)可看作：隨質(zhì)心的平動(dòng)繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)+的合成6/19沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和角加速度角位移 角坐標(biāo)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)(一維轉(zhuǎn)動(dòng))的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以用角速度的正、負(fù)來表示。 剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)819(1) 每一質(zhì)點(diǎn)均作圓周運(yùn)動(dòng)，與軸垂直的圓面為轉(zhuǎn)動(dòng)平面； (2) 任一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 均相同，但 不同；定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn) (3)

3、 運(yùn)動(dòng)描述僅需一個(gè)坐標(biāo)。 勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)公式 剛體繞定軸勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的 =常量 時(shí)，剛體做勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)。10/19 角量與線量的關(guān)系PO : 力臂 對(duì)轉(zhuǎn)軸 z 的力矩定義： 力矩 用來描述力對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。*12/19O討論 （1）若力 不在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)，可將力分解為平行和垂直于轉(zhuǎn)軸方向的兩個(gè)分量。 其中 對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩為零，故 對(duì)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(zhǎng)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(gè)力對(duì)通過大壩基點(diǎn) Q 且與 x 軸平行的力矩 .QyOxyOhxL 解 設(shè)水深 h，壩長(zhǎng)L，在壩面上取面積元 ，作用在此面積元上的力yOhxyQyOxL運(yùn)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(yùn)用微積分思想和方法QyOyh 對(duì)通過點(diǎn)Q的