大学物理经典课件-刚体力学.ppt

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1、刚 体 力 学,2 刚体定轴转动定理,1 刚体运动学,3 刚体定轴转动中的功和能,4 刚体定轴转动的角动量守恒,本章教学要求：了解转动惯量概念。理解刚体转动中的功和能的概念。理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。了解进动的概念。,本章重点：刚体绕定轴转动的转动定律和刚体在绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。刚体质点系统的运动问题本章难点：刚体绕定轴转动，刚体角动量守恒定律,下一页,上一页,1 刚体运动学,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,2 刚体定轴转动定律,质点系角动量定理的一般形式,在转轴（z轴）上分量,上式略去下标，简写为,返回本章

2、目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,略去下标，,定义：刚体对于转轴的转动惯量J为：,外力矩的代数和合外力矩,返回本章目录,下一页,上一页,讨论,返回本章目录,下一页,上一页,刚体受合外力矩：,刚体的转动惯量：,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,3 刚体转动中的功和能,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,力矩作功：,返回本章目录,下一页,上一页,4 刚体

3、定轴转动中的角动量与角动量守恒,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,角动量守恒定理,实际生活中的一些现象,艺术美、人体美、物理美相互结合,高！,高！,、芭蕾舞演员的高难动作,当滑冰、跳水、体操运动员在空中为了迅速翻转也总是曲体、减小转动惯量、增加角速度。当落地时则总是伸直身体、增大转动惯量、使身体平稳落地。,回转运动:1.不受外力矩时：陀螺仪（P112面）,2.受到外力矩时：进动,因此，开始不旋转的物体，当其一部分旋转时，必引起另一部分朝另一反方向旋转。,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一

4、页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,例）质量为M、半径为R的转盘，可绕通过中心的竖直轴转动。开始质量为m的人相对转盘静止在离转轴中心R/2处。开始系统以角速度 旋转。然后人相对于转盘以速度v垂直于R方向走动（与原转动方向相反），求转盘相对于地的角速度。,已知：,求：,解：以M、m为研究对象,故角动量守恒,以地面为参照，建立转轴的正方向(向下)如图,M,m,开始人和盘绕轴角动量为：,M,m,人和转台绕轴转动惯量分别为,t时刻人相对地的角速度为：,上式的投影为为：,M,m,根据题意，人相对盘的角速度为：,t时刻系统的角动量为：,由系统的角动量守恒，可得：,M,m,（3）式代入（2）式，可得：,上式代入（4）式，可得：,可得：,返回本章目录,下一页,上一页,返回本章目录,下一页,上一页,