刚体定轴转动

刚体定轴转动Tag内容描述：<p>1、刚体的定轴转动一、选择题1、（本题3分）0289关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 C （A）只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位置无关。（B）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关。（C）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置。（D）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关。2、（本题3分）0165AO均匀细棒OA可绕通过某一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下降，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？ A （A）角速度从小到。</p><p>2、刚体的定轴转动 l刚体的基本概念 l刚体定轴转动的运动学规律；刚体定轴转动的 动力学规律：转动定律 l刚体定轴转动的动量矩定理；动量矩守恒 一一. . 刚体刚体 内部任意两点的距离在运动过程中始终保持不变的内部任意两点的距离在运动过程中始终保持不变的 物体，即运动过程中不发生形变的物体。物体，即运动过程中不发生形变的物体。 刚体是实际物体的一种理想的模型刚体是实际物体的一种理想的模型 刚体的平动过程刚体的平动过程 b c a 刚体的平动过程刚体的平动过程 b c a b c a b 刚体的平动过程刚体的平动过程 b c a 刚体的平动过程。</p><p>3、物理学 第五版4-1 刚体的定轴转动 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 刚体是理想模型 刚体模型是为简化问题引进的 考虑物体大小、形状，忽略形变 说明： 1 物理学 第五版4-1 刚体的定轴转动 平动：刚体内任 意一条给定的直线， 在运动中始终保持它 的方向不变 2、各点位移都相同，运动状态一样，如： 等都相同 特点： 1、所有点的 运动轨迹都完全相同 2 物理学 第五版4-1 刚体的定轴转动 刚体平动 质点运动 质心运动定理： 3、刚体中任意一点的运动。</p><p>4、目的与要求： 一、掌握转动惯量的物理意义。 二、确切理解力矩，掌握刚体 定轴转动定律。 三、掌握角动量的概念及角动 量守恒定律，明确角动量守恒定 律的应用条件，并用来解决具体 问题。 题题1 如图图所示，两物体质质量分别为别为 m1和m2，定 滑轮轮的质质量为为m，半径为为r，可视视作均匀圆盘圆盘 。已 知m2与桌面间间的滑动动摩擦系数为为k，求m1下落的 加速度和两段绳绳子中的张张力各是多少？设绳设绳 子和 滑轮间轮间 无相对对滑动动, 滑轮轴轮轴 受的摩擦力忽略不计计 。 y x o z 1 解： 对对m1，由牛顿顿第二定律 对对m2，由牛。</p><p>5、质质 点点刚刚 体体 质点和刚体运动规律对照表质点和刚体运动规律对照表 1. 力学体系由两个质点组成，它们之间只有引力作用, 若两质点所受的外力的矢量和为零，则此系统 A. 动量、机械能以及角动量都守恒 B. 动量、机械能守恒，但角动量是否守恒还不能确 C. 动量守恒，但机械能和角动量是否守恒还不能确定 D. 动量和角动量守恒，但机械能是否守恒还不能确定 刚体定轴转动作业答案 一、选择题 2. 一刚体绕定轴转动，若它的角速度很大，则 A.作用在刚体上的合外力一定很大 作用在刚体上的合外力一定为零 A.作用在刚体上的合外力矩一定很大 B。</p><p>6、第二章 刚体力学 2.1 刚体的定轴转动和平面平行运动 2.3 转动惯量的计算 2.2 刚体的转动定理 2.4 定轴转动刚体的功和能 2.5 角动量守恒定律 本章内容： 1 1 1.刚体： 特殊的质点系， 理想化模型。形状和体积不变化 在力作用下，组成物体的所有质点间的距离始终保持不变。 2. 自由度： 确定物体的位置所需要的独立坐标数 s O i = 1 x y z O ( x , y , z ) i = 3i = 2 x y z O i = 3+2+1= 6 对于刚体而言，当刚体受到某些限制 自由度减少. 一、刚体运动的描述 在力作用下，大小和形状都保持不变的物体称为刚体. 2 2 二、刚体的运动形式 1. 。</p><p>7、2 刚体定轴转动转动惯量1. 关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关 （B）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关 （C）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置 （D）只取决于。</p><p>8、一、体的运一、体的运 二、二、 体的量体的量 四、体的功和能四、体的功和能 六、无滑六、无滑 瞬瞬 （充（充 ） 七、七、 五、体定的角量守恒五、体定的角量守恒 三、体定定律三、体定定律 能零点能零点 固定固定 能能 能零点能零点 心心 能能 心心 能能 【例例】两个量和半两个量和半 径都相同，但径都相同，但 量不同的柱体，在斜量不同的柱体，在斜 面上作无滑，面上作无滑， 哪个得快？哪个得快？ 【例例】两个量和半两个量和半 径都相同，但径都相同，但 量不同的柱体，在斜量不同的柱体，在斜 面上作无滑，面上作无滑， 哪个得快？。</p><p>9、2 刚体定轴转动转动惯量1. 关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关 （B）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关 （C）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置 （D）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关 答案：（C） 参考解答：首先明确转动惯量的物理意义，从转动定律与牛顿第二定律的对称关系可以看出，与质量是平动惯性大小的量度相对应，转动惯量则是刚体转动惯性大小的量度。从转动惯量的的公式可以看出，其大小除了与刚体的形状、。</p><p>10、第2章 刚体定轴转动一、选择题1(B)，2(B)，3(A)，4(D)，5(C)，6(C)，7(C)，8(C)，9(D)，10(C)二、填空题(1). v 15.2 m /s，n2500 rev /min(2). 62.5 1.67(3). g / l g / (2l)(4). 5.0 Nm(5). 4.0 rad/s(6). 0.25。</p><p>11、关于刚体定轴转动的一点思考刚体作定轴转动时，转轴 z 的方向是固定的，故有:若上式的第二项为0，则刚体的角动量就与其角速度的方向相同。即：书上说若转动轴是对称轴，则结论成立，但反之不一定。那么，刚体的角动量就与其角速度的方向相同的充要条件是什么呢？答案是：存在一个过转动轴的面，使得此面把刚体分开的两部分质量相等，且这两部分的质心关于转动轴对称。下面来证明这个结论：由于角速度不为0，则括号里的一项为零，ZiPi即为每个质点的位矢，所以由MziPi的求和即可得这两部分质量相等，且这两部分的质心关于转动轴对称。证毕。</p><p>12、3.2.1 刚体定轴转动的转动定律,3.2 刚体定轴转动动力学,3.2.2 刚体定轴转动的动能定理,3.2.4 例题分析,3.2.3 刚体定轴转动的角动量守恒定律,3.2.1 刚体定轴转动的转动定律,1. 力矩,对于定点转动而言：,对于定轴转动而言：,注意:,(1)力矩是对点或对轴而言的;,(2)一般规定，使刚体逆时针绕定轴转动时 ；使刚体顺时针绕定轴转动时 .,2. 刚体定轴转动的转动定律,对质元 ，由牛顿第二运动定律得,其中 是质元 绕轴作圆运动的加速度，写为分量式如下：,其中 和 是质元 绕轴作圆运动的法向加速度和切向加速度，所以,法向力的作用线过转轴,其力矩为。</p><p>13、教材：5.1与5.3节（回忆角量系统） 作业：练习4（只能做部分）,一、刚体、刚体的运动 二、定轴转动（回忆角量系统） 三、刚体定轴转动时角动量的形式 四、转动惯量（复杂的数学求解积分过程不做考试要求）,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(Translation )、转动( rotation),一、刚体、刚体的运动,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,转动：刚体中所有的点都绕同一直线做圆。</p><p>14、第二章 刚体和流体力学,谁滚得快些？,一、刚体的平动和转动,平动：用质心运动讨论,刚体在运动中，其上任意两点的连线始终保持平行。,刚体:在外力作用下形状和大小保持不变的物体.,各质点间的相对位置永不发生变化的质点系。,2.1 刚体运动学,转动：对点、对轴,定轴转动：各质元均作圆周运动，其圆心都在一条固定不动的直线（转轴）上。,转轴,对定点O,刚体的一般运动,既平动又转动：质心的平动加绕质心的转动,各质元的线速度、加速度一般不同， 但角量（角位移、角速度、角加速度）都相同,描述刚体整体的运动用角量最方便。,二、定轴转动的。</p><p>15、第四章 刚体定轴转动(一),一选择题,1几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体 (A) 必然不会转动 (B) 转速必然不变 (C) 转速必然改变 (D) 转速可能不变，也可能改变,2.关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A）只取决于刚体的质量，与质量的空间分布和轴的位 置无关 （B）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置 无关 （C）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置 （D）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间 分布无关,3. 一根绳子绕在半径为30 cm的轮子上当轮子。</p><p>16、第五章 角动量守恒与刚体的定轴转动,韩家骅 主编 大学物理学（第二版） 电子教案,制作：张文亮 林继平,51 角动量与角动量守恒定律,52 刚体的定轴转动,53 刚体定轴转动中的功能关系,第五章 角动量守恒与刚体的定轴转动,54 刚体进动,55 对称性和守恒定律,51 角动量与角动量守恒定律,一、质点的角动量定理和角动量守恒定律,类似于描述转动运动时的角量(角速度和角加速度), 引入角动量, 也称动量矩.,1. 质点的角动量(angular momentum),质量为 的质点以速度 在空间运动, 某时刻相对原点 O 的位矢为 , 质点相对于原点的角动量 定义为:,大小:,方。</p><p>17、定轴转动刚体的动能计算及一些简单应用,二零零四级理学院二班 孙阳 PB04203034,本幻灯片参考材料： 力学，杨维纮，中国科学技术大学级理学院教材。 其他便没有了。限于客观原因，作者并没有准备充分资源。日后若条件允许，也许能做出更有价值的成果。 版权所有，商用付酬。,本文拟得出定轴转动下刚体的动能表达式，并讨论教材例6.4中电熨斗模型的改良及其他一些简单应用。,我们已知，定轴转动刚体的转动惯量I、角速度分别与直线运动中刚体的质量M、速度v对应，但教材上并未给出计算刚体旋转动能的公式。我们猜想刚体的动能是否为 下面来证。</p><p>18、1,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,2,平动：刚体内任意一条给定的直线，在运动中始终保持它的方向不变,2、各点位移都相同，运动状态一样，如： 等都相同,特点： 1、所有点的运动轨迹都完全相同,3,质心运动定理：,3、刚体中任意一点的运动都可代替整个刚体的运动，通常以质心的运动来代表整个刚体的平动。,不管物体的质量如何分布、外力作用在什么地方，质心的运动就象物体的全部质量都集中于此，而且所有的外力都作用于其上的一个质点的运动一样。,4。</p><p>19、1,（Rotation of Rigid Body about a Fixed Axis）,第五章 刚体定轴转动,5.1 刚体的运动,5.2 刚体的定轴转动定律,5.3 转动惯量的计算,5.4 转动定律应用举例,5.5 定轴转动中的功能关系,5.6 刚体定轴转动的角动量守恒定律,5.7 旋进,2,由于弹性，力在连续体内传播需要一定时间：,5.1 刚体的运动,一. 刚体（rigid body）的概念,t,固体中弹性波的速度,（k劲度）,若 v ，则 k ，,此时物体有无限的刚性，,它受作用力不会变形，因而可以瞬时传递力。,我们把这种不能变形的物体称为刚体。,3,显然，刚体是个理想化的模型，但是它有实际的意义。,而且。</p>