大学物理学（第3版）：大学物理学（第3版）：3-1 刚体 刚体定轴转动的描述

1、3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 1 刚体刚体：在外力作用下，形状和大小都不发生变化：在外力作用下，形状和大小都不发生变化 的物体的物体. （任意两质点间距离保持不变的特殊质点组）（任意两质点间距离保持不变的特殊质点组） 通常把刚体分成许多部分，每一部分都小到可看通常把刚体分成许多部分，每一部分都小到可看 作质点，叫作刚体的作质点，叫作刚体的质元质元各质元间的距离保持不变各质元间的距离保持不变 的质点系叫作的质点系叫作不变质点系不变质点系 一一 刚体的引入刚体的引入 力的传播 3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定

2、轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 2 刚体的运动形式：平动、转动刚体的运动形式：平动、转动. 刚体平动刚体平动 质点运动质点运动 1.刚体的平动刚体的平动：若刚体中：若刚体中 所有点的运动轨迹都保持所有点的运动轨迹都保持 完全相同，或者说刚体内完全相同，或者说刚体内 任意两点间的连线总是平任意两点间的连线总是平 行于它们的初始位置间的行于它们的初始位置间的 连线连线. 二二 刚体的基本运动刚体的基本运动 3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 3 2.刚体的转动刚体的转动：刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运：

3、刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运 动动 . 转动又分定轴转动和非定轴转动转动又分定轴转动和非定轴转动 . *3.刚体的平面运动刚体的平面运动 3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 4 刚体的一般运动刚体的一般运动 质心的平动质心的平动绕质心的转动绕质心的转动+ 3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 5 三三 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 1.1.角位移、角速度和角加速度角位移、角速度和角加速度 刚体在一段时间内转过的角度刚体在一段时间内转过的角度(即末时

4、刻与初始时刻即末时刻与初始时刻 的角位置之差的角位置之差)21称为称为角位移角位移 t 平均角速度平均角速度： 转动平面转动平面角速度角速度： 0 d lim d t tt 3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 6 t 在在t时间内，角速度的改变量时间内，角速度的改变量与与t之比称为之比称为 该段时间内刚体的该段时间内刚体的平均角加速度平均角加速度 当当t0时，平均角加速度的极限称为瞬时角时，平均角加速度的极限称为瞬时角 加速度，简称加速度，简称角加速度角加速度 2 0 d lim(rad /s ) d t tt 3 31 1 刚体刚体 刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述 第第3 3章章 刚体力学基础刚体力学基础 7 2.2.角量与线量的关系角量与线量的关系 vi i r 当刚体绕固定轴转动时，若刚体上某质元当刚体绕固定轴转动时，若刚体上某质元i到转到转 轴的距离为轴的距离为ri.则该质元的线速度为则该质元的线速度为 切向加速度和法向加速度分别为切向加速度和法向加速度分别为 ii ar 2 ini ar 刚体上各质元的角量刚体上各质元的角量(即角位移、角速度、角加速即角位移、角速度、角加速 度度)相同