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大学 大学物理 李春贵 课件 ppt

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内容简介：

一、力矩力的作用线通过转轴或是平行于转轴，无法使物体转动。力的大小、方向和力的作用点相对于转轴位置，是决定转动效果的几个重要因素。1.定义：力矩有大小和方向是矢量(运动学方程)2.力矩的矢量表示二、转动定理从牛顿第二定律出发推导刚体角加速度和外力矩之间关系遍及刚体内所有质点1.推导：由于内力总是成对出现，故刚体内所有力矩综合为零转动惯量 表示刚体相对于确定转轴的特征的物理量2.说明：三、转动惯量例3-2 有一质量为m ，长为l 的均匀细杆，求： （1）以杆的中垂线为轴的转动惯量； （2）过杆的端点与杆垂直的轴线的转动惯量。 解（1）建立如图所示坐标系在x 处取质元dx，其质量为 由于轴通过杆中心该质量元绕转轴的转动惯量为建立如图所示坐标系在x 处取质元dx，其质量为 该质量元绕转轴的转动惯量为(2)转轴通过杆的一端并与杆垂直。对轴转动惯量：转动惯量的平行轴定理 细棒(转动轴通过中心与棒垂直) 圆柱体(转动轴沿几何体) 薄圆环(转动轴沿几何体) 球体(转动轴沿球的任一直径)细棒(转动轴通过棒的一端与与棒垂直) 圆筒(转动轴沿几何轴)整个圆盘对该轴转动惯量为 例3-3 如图所示，一质量为m半径为R的均质圆盘，求：通过圆心且垂直于盘面的轴线的转动惯量J0通过圆盘边缘(A点)且垂直于盘面轴线的转动惯量JA。（1）求JA，只需要应用转动惯量的平行轴定理确定转动惯量的三个要素:(1)与刚体总质量有关。总质量越大，刚体转动惯量越大。 (2)与质量分布有关。刚体上质量分布离轴越远，转动惯量越大。 (3)与转轴的位置有关。四、转动定理应用举例对平动物体应用牛顿第二定律例3-4如图所示，一不能伸长的轻绳跨过一轴承光滑的定滑轮，滑轮视为圆盘，绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体，且m1m2,设滑轮的质量为M，半径为R，绳与轮之间无相对滑动，求物体的加速度和绳中张力。 对转动滑轮，由于转轴通过轮中心，所以仅有张力 和 对它有力矩作用。由转动定律解重力对整个棒的合力矩等于重力全部集中于质心所产生的力矩对于细直棒质心位于 处合力矩：由转动定律：例3-5 一根长为l，质量为m的均匀细直杆，可绕通过其一端且与杆垂直的光滑水平轴转动，