物理总结笔记.pdf

刚体：在任何外⼒作⽤下形状和⼤⼩始终保持不变的物体。 平动：连接刚体内任意两点的直线始终保持平⾏的运动。 转动：运动过程中，刚体上所有质元都绕同⼀直线（转轴）作圆周运动。 定轴转动：转轴在所选定的参考系中固定不动。 定轴转动的运动特点：1、在与转轴平⾏的任意⼀条直线上，各质元的位移、速度、加速度 都完全相同，故可⽤其中⼀点的运动来代表。转动平⾯的定轴转 动代表刚体的定轴转动。 2 、转动平⾯上各个质元、都绕同⼀固定轴作圆周运动。不同质元由 于半径不同，故其速度、加速度的⼤⼩和⽅向都不同。但所有质元 在相同时间内转过相同的⾓度，其⾓位移，⾓速度，⾓加速度都相 同。因此，刚体上任意质点的圆周运动规律都反应刚体本⾝的运 动规律。 ⾓速度⽅向：右⼿四指弯向转动⽅向，⼤拇指⽅向垂直于四指所指⽅向即为⾓速度⽅向。 ⾓速度 ⾓坐标 ⾓位移 ⾓加速度 ⾓位移—位移： ⾓速度—速度 切向加速度—加速度 法向加速度 刚体定轴转动（匀变速） 匀变速直线运动 ⼒对转轴的⼒臂：⼒的作⽤线与转轴之间的垂直距离。 ⼒矩M ：⼒与⼒臂的乘积。（N*m） ⼒矩⽮量⽅向：四指弯向⼒臂与⼒的⽅向，⼤拇指垂直于四指所指向的⽅向。 转动惯量：刚体中每个质点的质量与该质点到转轴距离平⽅的乘积之和。 刚体定轴转动定律：刚体做定轴转动时，刚体对定轴的转动惯量与其⾓加速度的乘积等于刚体所受的合外⼒ 矩。 转动惯量J的确定：1、对于质点系，其转动惯量 2 、对于质量连续分布的刚体，其转动惯量可写成 ，其中r是质元到转轴 的距离。 常⽤转动惯量 ：1、质量为m ，⻓为l的细棒对中⼼轴的转动惯量 2 、质量为m ，⻓为l的细棒，转轴通过棒的⼀端并与棒垂直时 3 、质量为m ，半径为R的均匀细圆环对中⼼垂直轴的转动惯量 4 、质量为m ，半径为R的均匀圆盘对中⼼垂直轴的转动惯量 ⼒矩是使刚体转动状态发⽣改变⽽产⽣⾓加速度的根本原因。（具有瞬时性） ⼒矩的功 ⼒矩的功率：⼒矩与该刚体转动⾓速度的乘积。 刚体定轴转动的动能定理：合外⼒矩对定轴转动的刚体所做的功等于刚体转动动能的增量。 刚体转动动能等于刚体的转动惯量与⾓速度平⽅乘积的⼀半。 ⾓动量（动量矩）L ：描写物体旋转运动的物理量，等于转动惯量与⾓速度的乘积。 刚体定轴转动的⾓动量定理：1、作⽤在刚体上的合外⼒矩等于刚体的⾓动量对时间的变化率； 2 、外⼒矩对系统的⾓冲量（冲量矩）等于其⾓动量的增量。 ⾓动量守恒定律：当刚体所受的合外⼒矩为0 （此时合外⼒不⼀定为0）时 ，其⾓动量保持不变。 课后习题 1、汽⻋发动机的转速在 10.0 s 内由 2000 r/min 均匀增加到 3000 r/min ，求： （1）⾓加速度 （2）这段时间转过的⾓度 （3）发动机轴上半径为 0.2 m 的⻜轮边缘上的⼀点在第 1