高二物理竞赛：力矩 刚体定轴转动的转动定律课件_第1页
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文档简介

1一

力矩定义：作用于质点的力对惯性系中某参考点的力矩，等于力的作用点对该点的位矢与力的矢积，即M的方向垂直于r和F所决定的平面，指向用右手法则确定。在直角坐标系中，表示式为2绕定轴转动的刚体的角加速度与作用于刚体上的合外力矩成正比，与刚体的转动惯量成反比.二刚体定轴转动的转动定律3O´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4

刚体的转动惯量就是组成刚体的各质元的质量与其到转轴的距离的平方的乘积之和．是刚体转动时惯性大小的量度．转动惯量的单位：千克·米2（kg·m2）对于单个质点质点系若物体质量连续分布三转动惯量5解

(1)转轴通过棒的中心并与棒垂直例3.1如图所示，求质量为m，长为l的均匀细棒的转动惯量：(1)转轴通过棒的中心并与棒垂直；(2)转轴通过棒一端并与棒垂直.6整个棒对中心轴的转动惯量为(2)转轴通过棒一端并与棒垂直时，整个棒对该轴的转动惯量为由此看出，同一均匀细棒，转轴位置不同，转动惯量不同.7解

(1)

在环上任取一质元，其质量为dm，距离为R，则该质元对转轴的转动惯量为例3.2设质量为m，半径为R的细圆环和均匀圆盘分别绕通过各自中心并与圆面垂直的轴转动，求圆环和圆盘的转动惯量.8考虑到所有质元到转轴的距离均为R，所以细圆环对中心轴的转动惯量为(2)求质量为m，半径为R的圆盘对中心轴的转动惯量9

刚体的转动惯量就是组成刚体的各质元的质量与其到转轴的距离的平方的乘积之和．是刚体转动时惯性大小的量度．转动惯量的单位：千克·米2（kg·m2）对于单个质点质点系若物体质量连续分布四转动定律的应用10例3.4转动着的飞轮的转动惯量为J，在t＝0时角速度为.此后飞轮经历制动过程，阻力矩M的大小与角速度ω的平方成正比，比例系数为k(k为大于零的常数)，当

时，飞轮的角加速度是多少？从开始制动到现在经历的时间是多少？解

(1)

，故由转动定律有四转动定律的应用11(2)t＝0时，

，两边积分故当时，制动经历的时间为12一转动动能刚体绕定轴转动时的转动动能等于刚体的转动惯量与角速度平方乘积的一半.

刚体绕定轴转动时的动能，称为转动动能．13力矩的功二力矩的功力矩的功率14三刚体定轴转动的动能定理

合外力矩对定轴转动的刚体所做的功等于刚体转动动能的增量.15圆锥摆子弹击入杆以子弹和杆为系统机械能不守恒.角动量守恒；动量不守恒；以子弹和沙袋为系统动量守恒；角动量守恒；机械能不守恒.圆锥摆系统动量不守恒；角动量守恒；机械能守恒.讨论子弹击入沙袋细绳质量不计16例3.5如图所示，一根质量为m，长为l的均匀细棒OA，可绕固定点O在竖直平面内转动.今使

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