6- 刚体运动 力矩 转动定律 大学物理 教学课件.pptVIP

第 四 章 质量离散分布 J 的计算方法 质量连续分布 ：质量元 ：体积元 O′ O 设棒的线密度为 ，取一距离转轴 OO′ 为 处的质量元 讨论: 一质量为 m 、长为 l 的均匀细长棒, 与棒垂直的轴的位置不同, 转动惯量的变化 . O′ O 转轴过端点垂直于棒 转轴过中心垂直于棒 质量为 的刚体,如果对其质心轴的转动惯量为 , 则对任一与该轴平行,相距为 的转轴的转动惯量 C O 平行轴定理 质量为m, 长为L的细棒绕其一端的J O1 d=L/2 O1’ O2 O2’ P 圆盘对P 轴的转动惯量 O 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 物理学教程 （第二版） 动量守恒和能量守恒内容提要 * 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 物理学教程 （第二版） 3 – 6 功能原理 机械能守恒定律 第四章 刚体的转动 物理学 第五版 第四章 刚体转动 物理学教程 （第二版） 4 – 1 刚体的定轴转动 * 第四章 刚体转动 物理学教程 （第二版） 4 – 2 力矩 转动定律 转动惯量 * 一 动量、冲量、动量定理 ——机械运动的量度 质点的动量 力的冲量 ——力对时间的累计 质点的动量定理: 质点所受合外力的冲量等于质点在此时间内动量的增量 . 质点系的动量定理: 系统所受合外力的冲量等于系统动量的增量 . 二 质点系动量守恒定律 质点系所受合外力为零,系统总动量守恒.即 2）某一方向合外力为零, 则该方向 3）只适用于惯性系. 4）比牛顿定律更普遍的最基本的定律. 说明： 1）守恒条件: 合外力为零, 或外力 内力. 三 功、功率 功率反映力做功快慢 功描述力的空间累积效应 四 动能、动能定理 动能 动能定理: 合外力对质点所作的功等于质点动能的增量 . 适用于惯性系 . 五 保守力、非保守力、势能 保守力: 力所作的功与路径无关, 仅决定于相互作用质点的初末相对位置 . 非保守力: 力所作的功与路径有关 . 势能 : 与物体间相互作用及相对位置有关的能量. 2）势能具有相对性, 大小与势能零点的选取有关; 1）势能是状态函数 ; 3）势能是属于系统的 ; 说明 力学中常见的势能 弹性势能 引力势能 重力势能 六 功能原理、机械能守恒定律 质点系的功能原理: 质点系机械能的增量等于外力和非保守内力作功之和 . 当 时, 有 机械能守恒定律: 只有保守内力作功的情况下, 质点系的机械能保持不变 . 碰撞 两物体互相接触时间极短而互作用力较大 的相互作用 . 1）完全弹性碰撞 系统内动量和机械能均守恒 2）非弹性碰撞 系统内动量守恒, 机械能不守恒 3）完全非弹性碰撞 系统内动量守恒, 机械能损失最大 刚体的转动 刚体: 在外力作用下, 形状和大小都不发生变化的物体.（任意两质点间距离保持不变的特殊质点组） 刚体的运动形式: 平动、转动. 刚体平动 质点运动 平动: 若刚体中所有点的运动轨迹都保持完全相同, 或者说刚体内任意两点间的连线总是平行于它们的初始位置间的连线. 一 刚体的平动与转动 转动: 刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运动 . 转动又分定轴转动和非定轴转动 . 刚体的平面运动 . 刚体的一般运动 质心的平动 绕质心的转动 + 二 刚体绕定轴转动的角速度和角加速度 参考平面 角位移 角坐标 0 q 0 q 约定 沿逆时针方向取值 沿顺时针方向取值 角速度矢量 方向: 右手螺旋方向 参考轴 1 角速度和角加速度 角加速度 1） 每一质点均作圆周运动, 圆面为转动平面; 2） 任一质点运动 均相同, 但 不同, 3） 运动描述仅需一个坐标 . 定轴转动的特点 刚体定轴转动（一维转动）的方向可以用角速度的正负来表示 . 2 匀变速转动公式 刚体绕定轴匀变速转动 质点匀变速直线运动 当刚体绕定轴转动的角加速度为恒量时, 刚体做 匀变速转动 . 刚体匀变速转动与质点匀变速直线运动公式对比 3 角量与线量的关系 飞轮 30 s 内转过的角度 例1 一飞轮半径为 0.2m、 转速为150r·min-1， 因受制动而均匀减速,