大物解題思路及剛體習(xí)題課市公開課特等獎市賽課微課一等獎?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，最終求解并得出結(jié)果。（2）對構(gòu)思出物理圖象要畫出示意圖。幫助了解題意，幫助尋找物理量之間關(guān)系。第1頁（1）解題時，先規(guī)范地畫出示意圖，畫出選擇坐標(biāo)系，圖中代表物理量字符必須規(guī)范和統(tǒng)一。（2）包括各種計算，應(yīng)先進(jìn)行符號運算，后進(jìn)行數(shù)字運算。（3）對計算結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)（討論），舍去不符合實際結(jié)果。（4）解題要學(xué)會使用恰當(dāng)文字表示來正確表示思緒、寫出各步驟依據(jù)。（5）只有公式和數(shù)字解題是不完整。解題規(guī)范第2頁剛體力學(xué)習(xí)題課第3頁一、描述剛體定軸轉(zhuǎn)動基本物理量物理量（轉(zhuǎn)動參量）定義式特點角位置、角位移角速度角加速度第4頁物理量（狀態(tài)參量）計算式特例（對質(zhì)點來說）轉(zhuǎn)動慣量I角動量轉(zhuǎn)動動能Ek注意：定軸轉(zhuǎn)動動能，勢能EP=mghc第5頁一、剛體定軸轉(zhuǎn)動與質(zhì)點直線運動比較質(zhì)點系運動剛體定軸轉(zhuǎn)動條件勻速直線運動勻速轉(zhuǎn)動慣性系勻加速直線運動勻加速度轉(zhuǎn)動慣性系變加速度直線運動變加速度轉(zhuǎn)動慣性系第6頁二、描述剛體定軸轉(zhuǎn)動物理量與質(zhì)點對應(yīng)質(zhì)點運動剛體定軸轉(zhuǎn)動線量（角量）動量、力（角動量、力矩）功、動能(功、轉(zhuǎn)動動能)勢能第7頁三、相關(guān)定律、定理與質(zhì)點(系)比較質(zhì)點系運動剛體定軸轉(zhuǎn)動適用條件瞬時運動定律慣性系、系統(tǒng)某時刻動量（動量矩）定理慣性系、系統(tǒng)某過程t1→t2動能定理慣性系、系統(tǒng)某過程r1→r2、θ1→θ2功效原理慣性系、系統(tǒng)某過程r1→r2、θ1→θ2第8頁四、守恒定理與質(zhì)點（系）比較質(zhì)點運動剛體定軸轉(zhuǎn)動適用條件機械能守恒慣性系、系統(tǒng)某過程動量守恒慣性系、系統(tǒng)某過程t1→t2動能守恒慣性系、系統(tǒng)某過程r1→r2、θ1→θ2（動量矩）角動量守恒慣性系、系統(tǒng)某過程r1→r2、θ1→θ2第9頁四、經(jīng)典問題1、物理量矢量性對于定軸轉(zhuǎn)動，這些物理量方向都沿著轉(zhuǎn)軸！第10頁2、在同一個問題中，物理量等都是相對于同一個轉(zhuǎn)軸而言。3、繞O軸定軸轉(zhuǎn)動剛體動能第11頁例

質(zhì)量分別為m和2m，半徑分別為r和2r兩個勻質(zhì)圓盤，同軸地粘在一起，可繞經(jīng)過盤心且垂直于盤面水平光滑轉(zhuǎn)動，在大小盤邊緣都繞有繩子，繩下端都掛一質(zhì)量為m重物，如圖，求(1)圓盤轉(zhuǎn)動慣量；(2)盤角加速度。2mmO第12頁解此題可分解為三個簡單過程：(1)棒由水平位置下擺至豎直位置但還未與物塊相碰.此過程機械能守恒.以棒、地球為一系統(tǒng)，以棒重心在豎直位置時為重力勢能零點，則有例質(zhì)量為m，長為l均勻細(xì)棒，可繞過其一端水平軸O轉(zhuǎn)動.現(xiàn)將棒拉到水平位置(OA′)后放手，棒下擺到豎直位置(OA)時，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(2)棒與物塊作完全彈性碰撞，此過程角動量守恒(并非動量守恒)和機械能守恒，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，其滿足動能定理聯(lián)立以上四式，即可證得：第14頁例如圖所表示，一質(zhì)量為M均質(zhì)方形薄板，其邊長為L,鉛直放置著，它能夠自由地繞其一固定邊轉(zhuǎn)動，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，板和小球運動情況。第15頁碰撞后板作勻角速定軸轉(zhuǎn)動，對于小球，若小球按原方向運動；若小球碰后返回，即沿原來反方向運動。第16頁練習(xí)一根放在水平光滑桌面上勻質(zhì)棒，可繞經(jīng)過其一端豎直固定光滑軸O轉(zhuǎn)動．棒質(zhì)量為m

=1.5kg,長度為l=1.0m,對軸轉(zhuǎn)動慣量為I=,初始時棒靜止．今有一水平運動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：

(1)棒開始和子彈一起轉(zhuǎn)動時角速度w有多大？(2)若棒轉(zhuǎn)動時受到大小為Mr=4.0N·m恒定阻力矩作用，棒能轉(zhuǎn)過多大角度θ？第17頁解：(1)子彈垂直地射入棒另一端，角動量守恒(2)由轉(zhuǎn)動定理第18頁**練習(xí)一轉(zhuǎn)動慣量為J