chp4-1.ppt
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1、第四单元刚体的转动,(1)掌握:转动定律;质点的角动量定理和角动量守恒定律;刚体定轴转动的角动量定理和角动量守恒定律;刚体绕定轴转动的动能定理。(2)理解:刚体定轴转动的角位移、角速度和角加速度;匀变速转动公式;角量与线量的关系;力矩;转动惯量;平行轴定理;角动量;冲量矩;力矩作功;力矩的功率;转动动能。,教学基本要求,2/19,刚体在外力作用下,形状和大小都不发生变化的物体。(任意两质点间距离保持不变的特殊质点组。),刚体的运动形式:平动、转动。,第一讲刚体的定轴转动力矩,平动:刚体中所有点的运动轨迹都保持完全相同。,刚体上任一点的运动可代表整个刚体的运动。(刚体平动的运动规律与质点的运动规
2、律相同),特点:各点运动状态一样,如:等都相同。,4/19,转动:分定轴转动和非定轴转动,刚体的平面运动,刚体的一般运动可看作:,6/19,沿逆时针方向转动,刚体转动的角速度和角加速度,角位移,角坐标,沿顺时针方向转动,角速度矢量,方向:右手螺旋方向,角加速度,刚体定轴转动(一维转动)的转动方向可以用角速度的正、负来表示。,刚体定轴转动,819,(1)每一质点均作圆周运动,与轴垂直的圆面为转动平面;,(2)任一质点运动均相同,但不同;,定轴转动的特点,(3)运动描述仅需一个坐标。,匀变速转动公式,当刚体绕定轴转动的=常量时,刚体做匀变速转动。,10/19,角量与线量的关系,P,O,:力臂,对转
3、轴z的力矩定义:,力矩,用来描述力对刚体的转动作用的物理量。,*,12/19,O,(1)若力不在转动平面内,可将力分解为平行和垂直于转轴方向的两个分量。,其中对转轴的力矩为零,故对转轴的力矩,(2)合力矩等于各分力矩的矢量和,(3)刚体内作用力和反作用力的力矩互相抵消。,14/19,例1有一大型水坝高110m、长1000m,水深100m,水面与大坝表面垂直,如图所示.求水作用在大坝上的力,以及这个力对通过大坝基点Q且与x轴平行的力矩.,y,O,h,x,L,解设水深h,坝长L,在坝面上取面积元,作用在此面积元上的力,y,O,h,x,y,L,运用微积分思想和方法,16/19,令大气压为,则,代入数据,得,y,O,h,x,y,L,运用微积分思想和方法,Q,y,O,y,h,对通过点Q的轴的力矩:,代入数据,得:,求该力对通过大坝基点Q且与x轴平行的力矩,运用微积分思想和方法,END,同学们再见!,
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