大学物理学（少课时）第2版 课件 第四章 刚体的定轴转动.pptx

刚体的定轴转动;1;第一节刚体运动的描述;一.刚体;;二.刚体运动的分类;特点;;2.刚体的定轴转动;世界最大的摩天轮—“伦敦眼”;定轴转动的特点;;(3)角速度;(4)角加速度;匀变速转动?=常量;(6)角量与线量的关系;如果α为恒量

相应公式;【例题4-1】一转动的轮子由于摩擦力矩的作用，在5s内角速度由15rad/s匀减速地降到10rad/s。求：(1)角加速度；(2)在此5s内转过的角度；(3)还需要多少时间轮子停止转动。;;1.飞轮绕定轴作匀速转动时,飞轮边缘上任一点的[];第二节刚体定轴转动的转动定律;一、刚体定轴转动的转动定律;根据内力性质(每一对内力等值、反向、共线,

对同一轴力矩之代数和为零);当刚体绕固定轴转动时，刚体对该轴的转动惯量与角加速度的乘积等于外力对此轴的合力距。——定轴转动定律;二转动惯量;;;三应用举例;【例题4-3】如图所示，一个质量为m、长为L的均匀细棒。求通过棒中心或端点并与棒垂直的轴的转动惯量。;【例题4-4】如图所示，一个质量为m、半径为R的均匀圆盘。求通过圆盘中心并与圆盘垂直的轴的转动惯量。;从理论上讲，定义式适用于所有刚体，实际上，只有形状规则的刚体才能用该式来计算转动惯量，对于那些不规则形状的刚体，往往要通过实验方法进行测定。;(1)平行轴定理;平行轴定理;(2)垂直轴定理;(3)组合定理;(4)影响刚体转动惯量的因素;一定形状的刚体其质量是恒定的，但其转动惯量却不是惟一的，它不仅取决于总质量，还取决于质量的分布和转轴的位置。对于不同的转轴来说，由于质量对转轴的分布情况不同，转动惯量值就不相同了。因此，必须建立起这样的概念：一提到转动惯量，马上应想到它是对哪个转轴而言的。;【例题4-5】两物体质量分别为、()，滑轮质量和半径分别为、,可看成质量均匀的圆盘,轴上的摩擦力矩为（设绳轻且不伸长,与滑轮无相对滑动）。求:物体的加速度及绳中张力。;因绳不伸长;讨论：当不计滑轮质量和摩擦力矩时:;1.刚体的转动惯量只决定于[];2.关于刚体的转动惯量J,下列说法中正确的是[];3.下列各因素中,不影响刚体转动惯量的是[];4.关于刚体的转动惯量,以下说法中错误的是[];5.两个质量分布均匀的圆盘A和B的密度分别为ρA和ρB,如果有ρA＞ρB,但两圆盘的总质量和厚度相同．设两圆盘对通过盘心垂直于盘面的轴的转动惯量分别为JA和JB,则有[];6.两个半径相同、质量相等的细圆环A和B，A环的质量均匀分布，B环的质量分布不均匀,它们对通过环心并与环面垂直的轴的转动惯量分别为JA和JB,则有[];7.一个可绕定轴转动的刚体,若受到两个大小相等、方向相反但不在一条直线上的恒力作用,而且力所在的平面不与转轴平行,刚体将怎样运动?[];8.绕定轴转动的刚体转动时,如果它的角速度很大,则[];4-13;作业题：

4-10

4-14;第三节刚体定轴转动的角动量;一、刚体对轴的角动量;由转动定律;若刚体所受的外力对轴的力矩和为零;转速与转动惯量成反比;跳水运动员;【例题4-6】长为L质量为m1的均匀细棒能绕其上端在竖直平面内转动，开始时，细棒静止于竖直位置。现有一质量为m2的子弹，以水平速度v0射入细棒下端而不复出，求子弹和棒开始一起运动时的角速度。;v0;【练习】一水平均质圆形转台，质量为m0，半径为R，可绕铅直的中心轴转动，质量为m的人相对转台以不变的速度u，在转台上沿逆时针方向行走，且与轴的距离始终保持为r(r小于R)，，开始时，转台与人均静止。若不计轴的摩擦，试问转台将以多大的角速度绕轴转动？;解：取人和转台为一个系统。转台所受的重力和底架对转台的支撑力均与轴平行，故它们对转轴的力矩为零，因此系统的角动量守恒。;由角动量守恒;1.刚体角动量守恒的充分而必要的条件是[];2.几个力同时作用在一个具有固定转轴的刚体上．如果这几个力的矢量和为零,则刚体[];第四节刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律;对有限角位移;二、刚体定轴转动的动能定理;（2）定轴转动刚体的动能定理;;三、刚体的重力势能;四、定轴转动的机械能守恒定律;【例题4-7】均质杆的质量为m，长为l,一端为光滑的支点.最初处于水平位置，释放后杆向下摆动，如图所示.

求杆在图示的竖直位置时，其下端点的线速度v。;思考：杆末端固结一个质量也为m的