刚体的定轴转动.pptxVIP

刚体的定轴转动;一、刚体及刚体定轴转动;特点：各点位移、速度、加速度均相同---可视为质点; ;刚体的一般运动 = 平动 + 转动;;;2 匀变速转动公式;例 一条缆索绕过一定滑轮拉动一升降机，滑轮半径r=0.5m，如果升降机从静止开始以加速度a=0.4m/s2匀加速上升，求： (1)滑轮的角加速度; (2)开始上升后t=5s末滑轮的角速度; (3)在这5s内滑轮转过的圈数; (4)开始上升后t’=1s末滑轮边缘上一点的 加速度(设缆索与滑轮间不打滑);解 （1）升降机的加速度和滑轮边 缘上的一点的切向加速度相等;(4)为了图示清晰，将滑轮放大为如图所示. ;问：在质点问题中，我们将物体所受的力均作用于同一点，并仅考虑力的大小和方向所产生的作用；在刚体问题中，我们是否也可以如此处理？力的作用点的位置对物体的运动有影响吗？;;二、力矩的功;;四、转动动能定理; 对质量连续分布的刚体：;;;J = mR2+m1R2;;;五 刚体定轴转动的转动定律;2、力矩是使刚体转动状态发生改变而产生角加速度的原因。;如图所示为在Laurence Livermore实验室中的中子实验室设备的重屏蔽门。它是世界上最重的安有轴的门。此门的质量是44000Kg,对于通过其大轴的竖直轴的转动惯量是8.7×104kg.m2，前面宽是2.4m。忽略摩擦，在它的外沿上并垂直于门加多大的恒定力能使它在30s从静止转过90度角。;应用刚体转动定律解刚体定轴转动问题的方法和步骤：;;;受力分析如图所示.对于上下作平动的两物体，可以视为质点，由牛顿第二运动定律得 ;联立以上三个方程，得 ;一个飞轮的质量 ，半径 ，正在以转速 转动。现在要制动飞轮，要求在 内 使它均匀减速而最后停下来。求闸瓦对轮子的压力 为多 大？假定闸瓦与飞轮之间的滑动摩擦系数为 ，而 飞轮的质量可以看作全部均匀分布在轮的外周上。;作用于飞轮的对固定转轴的外力矩是摩擦力矩; 在现代柔道中，懂物理学的弱而小的斗士能打败不懂物理学的强而大的力士。这一事实表现在最基本的“臂摔”动作中，其中一个斗士绕着对手的髋关节转动对手——倘若成功的话—并把他摔倒在垫子上。不适当地应用物理??，摔倒对手就需要相当大的力气而且容易失败。;（1）.如果在你摔倒对 手以前，你把对手折弯 使他的质心（重心）和 你的髋关节重合，此时 按上述加速度转动对方 所需力F大小为多少？;（1）; 质点运动状态的描述;;;三、刚体定轴转动的角动量守恒定律;如：花样滑冰 跳水 芭蕾舞等; 角动量守恒定律是自然界的一个基本定律.;解:;哈雷慧星绕太阳运行时的轨道是一个椭圆，如图所示，它距离太阳最近的距离是 , 速率 ；它离太阳最远时的速率 ，这时它离太阳的距离 ;彗星受太阳引力的作用，而引力通过了太阳，所以对太阳的力矩为零，故彗星在运行的过程中角动量守恒. 于是有 ;质点运动与刚体定轴转动对照;质点运动规律与刚体定轴转动的规律对照;质点运动规律与刚体定轴转动的规律对照;以子弹和沙袋为系统;子弹、杆组成一系统，应用角动量守恒;小球的重力与冲击力相比可忽略;一匀质细棒长为l ，质量为m，可绕通过其端点O的水平轴在竖直平面内无摩擦地转动。棒在水平位置时释放，当它落到竖直位置时与放在地面上一静止的物体相撞。该物体的质量也为m，与地面的摩擦系数为?。相撞后物体沿地面滑行一距离s而停止,求碰撞后杆的转动动能。;用? 表示棒这时的角速度,则;第三阶段是物体在碰撞后的滑行过程。物体作匀减速直线运动，加速度由牛顿第二定律求得为; 首先分析各物体所受力和力矩情况，然后根据已知条件和所求物理量判断应选用的规律，最后列方程求解.;感谢观看！