《大学物理44 力矩的功 刚体绕定轴转动的动能定理ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理44 力矩的功 刚体绕定轴转动的动能定理ppt课件.ppt（35页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第一节,力的空间累积效应： 力的功、动能、动能定理,一力矩作功,三、转动动能,四、刚体绕定轴转动的动能定理,2022/12/14,6,含平动的转动问题,例1 留声机的转盘绕通过盘心垂直盘面的轴以角速率 作匀速转动放上唱片后，唱片将在摩擦力作用下随转盘一起转动设唱片的半径为R，质量为m，它与转盘间的摩擦系数为 ，求：(1)唱片与转盘间的摩擦力矩； (2)唱片达到角速度 时需要多长时间；(3)在这段时间内，转盘的驱动力矩做了多少功？,R,o,解 (1) 如图取面积元ds = drdl，该面元所受的摩擦力为,此力对点o的力矩为,于是，在宽为dr的圆环上，唱片所受的摩擦力矩为,R,r,dr,dl,o,
2、(3) 由 可得在 0 到 t 的时间内，转过的角度为,(2) 由转动定律求 ，(唱片J=mR2/2),（作匀加速转动）,驱动力矩做的功为,由 可求得,例2 一长为 l , 质量为m 的竿可绕支点O自由转动一质量为m、速率为v 的子弹射入竿内距支点为a 处，使竿的偏转角为30o . 问子弹的初速率为多少?,解子弹、竿组成一系统，应用角动量守恒,射入竿后，以子弹、细杆和地球为系统，E =常量,END,2022/12/14,14,第 四 章,刚 体 的 转 动,2022/12/14,15,一、刚体定轴转动的运动学,二、力矩的瞬时作用规律-转动定律,角位移,角坐标,角速度矢量,方向:右手螺旋方向,1
3、、力矩M的概念.,上式中, 是力的作用点相对于转轴的位矢,角加速度,2022/12/14,16,3、转动定理.,2、转动惯量.,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量,它定义为,平行轴定理:,2022/12/14,17,三、力矩的时间累积作用,2、角动量定理.,1、角动量.,质点的角动量,刚体定轴转动的角动量,微分形式,2022/12/14,18,3、角动量守恒定律.,若作用于物体的合外力矩 ,则角动量守恒:,对质点有:,对刚体有:,三、力矩的空间累积作用,1、力矩作功.,在定轴转动的情况下,若刚体受到的力矩为M,角位移为dq, 则M作的元功为,若刚体转过q角, M作功为,2022/12/14
4、,19,3、转动动能定理.,2、转动动能.,合外力矩对绕定轴转动的刚体所作的功等于刚体转动动能的增量,2022/12/14,20,4、刚体系统的功能原理.,对于包含有刚体转动的系统,机械能守恒定律仍然成立,5、刚体系统的机械能定恒.,2022/12/14,21,复习提要,（1）考试重点：质点在平面内运动及刚体绕定轴转动时的角动量守恒定律。刚体定轴转动时动能定理和机械能守恒定律的应用 （2）课后P-143: 1-5选择题； （3）课后布置的习题,22,1一飞轮半径为0.2 m、转速为150 rmin-1，因受制动而均匀减速，经30 s 停止转动试求：(1)角加速度和在此时间内飞轮所转的圈数；(2
5、)制动开始后 t = 6 s 时飞轮的角速度；(3)t = 6 s 时飞轮边缘上一点的线速度、切向加速度和法向加速度,23,飞轮 30 s 内转过的角度,解,（1）,t = 30 s 时，,设,，飞轮作匀减速运动,时，,t = 0 s,转过的圈数,24,（2）,时，飞轮的角速度,该点的切向加速度和法向加速度,25,2 一质量为m、长为L的均匀细棒，可在水平桌面上绕通过其一端的竖直固定轴转动，已知细棒与桌面的摩擦因素为 ,求棒转动时受到的摩擦力矩的大小,26,解,27,3 如图：一定滑轮两端分别悬挂质量都是m的物块A和B，图中R和r，已知滑轮的转动惯量为J，求A、B两物体的加速度及滑轮的角加速度
6、,解,r,R,A,B,28,解得,29,5 一轻绳绕在有水平轴的定滑轮上，滑轮质量为m，绳下端挂一物体，物体所受重力为G, 滑轮的角加速度为1，若将物体去掉而以与G相等的力直接向下拉绳子，滑轮的角加速度2 将,(A) 不变 (B) 变小(C) 变大(D) 无法判断,30,解,选（C）,G,1,2,R,R,31,6轻绳一端系着质量为m的质点，另一端穿过光滑水平桌面上的小孔O用力拉着，质,点原来以等速率作半径为r 的圆周运动，问当拉动绳子向正下方移动到半径为r/2时，质点的角速度多大？,32,解 m转动中，所受力矩M=0,得,常矢量,33,7 如图，一长L、质量为m的细棒可绕其一端自由转动，开始时棒处于水平位置，求棒转到与水平线成角度 时的角速,度、角加速度,34,应用转动定律,解,求,35,应用动能定理求,END,
