高二物理競賽剛體力學(xué)課件

剛體力學(xué)三、力矩的功在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)軸力對轉(zhuǎn)動剛體做的元功等于相應(yīng)的力矩和角位移的乘積。四、剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理力矩的功=剛體定軸轉(zhuǎn)動動能的增量(剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理)五、定軸轉(zhuǎn)動的功能原理剛體的平動動能各質(zhì)元平動速度相同C各質(zhì)元轉(zhuǎn)動角速度相同剛體的重力勢能C剛體的任何運動總動能都可以分解為剛體質(zhì)心的平動動能和剛體繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動動能定軸轉(zhuǎn)動的功能原理質(zhì)點系功能原理對剛體仍成立：系統(tǒng)機(jī)械能包括剛體重力勢能、剛體平動動能及剛體定軸轉(zhuǎn)動動能當(dāng)時，系統(tǒng)機(jī)械能守恒例：足球與滑塊在斜坡上，誰快？例3、已知：定滑輪（可視為均勻圓盤）質(zhì)量M、半徑R

(J=MR2/2)；重物質(zhì)量m，忽略軸處摩擦及繩的質(zhì)量。求：重物由靜止下落h

高度時的速度?！v0=0解：取滑輪、重物和地球為研究對象，由于只有保守重力做功，故機(jī)械能守恒取重物下落時為重力勢能零點，則有將代入得解：桿+地球系統(tǒng)，∵只有重力作功，∴E守恒例4、已知均勻棒長l、質(zhì)量m

，在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動；求：棒由水平靜止自由擺動到角時的角速度。O初始：

令末態(tài)：C由平行軸定理§4.4剛體的角動量守恒定律對定軸或定點：一、角動量定理力矩對時間的積累剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量——角動量的增量當(dāng)二、角動量守恒定律角動量守恒實例：子彈、花樣滑冰、轉(zhuǎn)椅……例5、已知均勻棒長l、質(zhì)量M

，在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v射入棒的下端，求棒與子彈開始一起運動時的角速度及擺動可達(dá)最大角度。解：子彈射入瞬間，（子彈+棒）關(guān)于定軸的外力矩為零，系統(tǒng)角動量守恒初態(tài)：末態(tài)：擺動過程只有重力作功，（子彈+棒+地球）機(jī)械能守恒初態(tài)：末態(tài)：C例6、半徑R、質(zhì)量M的水平均勻圓盤可繞通過圓心的光滑豎直軸自由轉(zhuǎn)動，其邊緣有一質(zhì)量m的人，二者最初相對地面靜止，求當(dāng)人繞盤一周時，盤對地面轉(zhuǎn)過的角度？解：（人+盤）關(guān)于轉(zhuǎn)軸O的外力矩為零，（人+盤）角動量守恒xO以逆時針為正方向，在地面參照系且平動和定軸轉(zhuǎn)動牛頓第二定律定軸轉(zhuǎn)動定律動量定理角動量定理動能定理動能定理兩個守恒律其數(shù)學(xué)表達(dá)式為x(t)=Acos(t+)振動的速度和加速度為曲線法xtA-A0

已知曲線A、T