大學(xué)物理經(jīng)典課件-剛體力學(xué)

剛體力學(xué)§2剛體定軸轉(zhuǎn)動定理§1剛體運動學(xué)§3剛體定軸轉(zhuǎn)動中的功和能§4剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒本章教學(xué)要求：了解轉(zhuǎn)動慣量概念。理解剛體轉(zhuǎn)動中的功和能的概念。理解剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和剛體在繞定軸轉(zhuǎn)動情況下的角動量守恒定律。了解進(jìn)動的概念。本章重點：剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和剛體在繞定軸轉(zhuǎn)動情況下的角動量守恒定律。剛體質(zhì)點系統(tǒng)的運動問題本章難點：剛體繞定軸轉(zhuǎn)動，剛體角動量守恒定律下一頁上一頁§1剛體運動學(xué)返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁§2剛體定軸轉(zhuǎn)動定律質(zhì)點系角動量定理的一般形式在轉(zhuǎn)軸（z軸）上分量上式略去下標(biāo)，簡寫為返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁略去下標(biāo)，定義：剛體對于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量J為：

外力矩的代數(shù)和——合外力矩返回本章目錄下一頁上一頁討論返回本章目錄下一頁上一頁剛體受合外力矩：剛體的轉(zhuǎn)動慣量：返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁§3剛體轉(zhuǎn)動中的功和能返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁力矩作功：返回本章目錄下一頁上一頁§4剛體定軸轉(zhuǎn)動中的角動量與角動量守恒返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁角動量守恒定理FF實際生活中的一些現(xiàn)象藝術(shù)美、人體美、物理美相互結(jié)合高！高?、?、芭蕾舞演員的高難動作Ⅱ當(dāng)滑冰、跳水、體操運動員在空中為了迅速翻轉(zhuǎn)也總是曲體、減小轉(zhuǎn)動慣量、增加角速度。當(dāng)落地時則總是伸直身體、增大轉(zhuǎn)動慣量、使身體平穩(wěn)落地?；剞D(zhuǎn)運動:1.不受外力矩時：陀螺儀（P112面）2.受到外力矩時：進(jìn)動因此，開始不旋轉(zhuǎn)的物體，當(dāng)其一部分旋轉(zhuǎn)時，必引起另一部分朝另一反方向旋轉(zhuǎn)。返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁返回本章目錄下一頁上一頁例）質(zhì)量為M、半徑為R的轉(zhuǎn)盤，可繞通過中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。開始質(zhì)量為m的人相對轉(zhuǎn)盤靜止在離轉(zhuǎn)軸中心R/2處。開始系統(tǒng)以角速度旋轉(zhuǎn)。然后人相對于轉(zhuǎn)盤以速度v垂直于R方向走動（與原轉(zhuǎn)動方向相反），求轉(zhuǎn)盤相對于地的角速度。已知：求：解：以M、m為研究對象故角動量守恒以地面為參照，建立轉(zhuǎn)軸的正方向(向下)如圖+Mm開始人和盤繞軸角動量為：+Mm人和轉(zhuǎn)臺繞軸轉(zhuǎn)動慣量分別為t時刻人相對地的角速度為：上式的投影為為：+Mm根據(jù)題意，人相對盤的角速度為：t時刻系統(tǒng)的角動量為：由系統(tǒng)的角動量守恒，可得：+MXm