大学物理刚体力学.ppt

《大学物理刚体力学.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第3章刚体的定轴转动物体转动时,物体自身大小与形状所不可以忽略，引入刚体模型。质点模型基本上只能描述物体的平动特征。本章内容3.1刚体运动学3.2力矩刚体绕定轴转动的转动定律3.4刚体绕定轴转动的动能和动能定理3.3角动量角动量矩守恒定律是指在任何情况下，都没有形变的物体(理想模型).刚体:3.1刚体运动学3.1.1刚体的平动和转动刚体的平动可用质点模型描述.1平动：2转动:刚体的一般运动可看作：随质心的平动绕质心的转动+的合成定轴转动和非定轴转动.定轴转动：转轴固定不动.3.1.2角速度和角加速度大小：1角速度矢量方向：右手螺旋拇指方向.定轴转动

2、：由于组成刚体的各质点均在各自的转动平面内绕轴作圆周运动，因此前面关于质点圆周运动的全套描述方法，此处全部可用。此处注意方向性。角速度的正负表示方向.可沿转轴设正方向，2角加速度：方向沿转轴3角量与线量的关系法向加速度切向加速度角速度角加速度方向：右手螺旋拇指方向方向：沿转轴3角量与线量的关系小结：(A)．沿z轴向上;(B)沿z轴向下;(C)顺时针方向2圆盘旋转如图，其角速度方向。(E)(F)3若，角速度为。角加速度为。上题若为圆盘，半径为r，其边缘切向加速度为。昨天我们学习了什么？(G)(H)1速度定义式，加速度定义式。(A)．;(B);(C)；

3、(D)．A有力矩B无力矩（力矩为零）C不清楚1力的方向平行门轴向上，该力相对于门轴。2力的延长线通过门轴，该力相对于门轴。3力与门轴线不在同一平面上,此力相对于门轴。4地球所受太阳引力指向太阳中心点O，该力相对于O点。②①③④O看一下自我学习效果力作用在刚体上一定能改变刚体的转动状态吗？无论力多么大都不能对刚体的转动状态产生影响，我们称为该力无力矩（零力矩）。请同学们用手边的物品分析！分析力矩为零的情况，请选择对定轴：力对固定点：当力的作用线通过该点，或有心力的力矩为零。当力的作用线与轴平行或相交时，该力对刚体转动状态不影响，相对于该轴的力矩为

4、零。力矩为零的情况：若力对刚体的转动状态有影响，称该力有力矩。若两个力对刚体的转动状态影响相同，称为力矩相同。A力的大小；B力的方向；C力的大小和方向；D力的大小、力的方向、力的作用点；1力矩与哪些因素有关？2如果一个垂直于门面的力分别作用在门的中心①与边缘②，两种方式中哪个更容易推动一个静止的门？A①容易；B②容易；C①与②同样容易；D其它②①力矩的影响因素分析，请选择：(A)．沿z轴向上;(B)沿z轴向下;(C)顺时针方向2圆盘旋转如图，其角速度方向。(E)(F)3若，圆盘半径为r，其边缘加速度为。昨天我们学习了什么？(G)(H)1角速度定义式

5、，角加速度定义式。(A)．;(B);(C)；(D)．对定轴：力对固定点：当力的作用线通过该点，或有心力的力矩为零。当力的作用线与轴平行或相交时，该力对刚体转动状态不影响，相对于该轴的力矩为零。力矩为零的情况：O2如图两个力分别作用在门的边缘与中心，在对门的转动产生影响大小相同的情况下（门保持静止），测量一下力，看二力的大小？请同学们动手测量！力矩表达式的构成分析：是否有结论：那么力矩表达式该是怎样形式？力的作用点相对于O点的位置矢量写成矢量运算：产生逆时针转动Ol1.力对点o的力矩O.力臂:从参考点o到力F作用线的垂直距离。:力臂单位：牛顿米方

6、向：右手螺旋拇指方向大小：3.2.1力矩将会产生质点绕以该方向为轴的逆时针转动。dA对定轴转动，力矩用正负表示方向。平行于转轴，相对转轴无力矩；力F对Z轴的力矩等于对Z轴的力矩。2.力F对转轴的力矩力臂:力矩方向：力矩大小：右手螺旋拇指方向.与所引起转动方向成右手螺旋方向.转轴与力作用线的距离。3.合力矩对同一定轴的合力矩等于各分力矩的代数和与正方向相同的力矩取正值，相反的取负值.看看我们对概念的掌握情况：（1）以下合力矩与合力均为零的情形是ABCOlm重力对棒力矩等于重力全部集中于质心所产生的力矩。（2）粗细均匀、质量均匀的棒，重力对O轴的力矩

7、？请课下思考：建筑工地上经常要移动比人的体重大得多的石块，如果你只有一根长铁杆和一些小石块与木块，如何移动？合力矩刚体对z轴的转动惯量(2)力矩相同，实验证明(3)与牛顿定律比较：讨论在国际单位中3.2.2刚体对定轴的转动定律(1)M正比于，力矩越大，刚体的越大；注意：合力矩与刚体的转动惯量相对于同一轴。刚体的定轴转动定律：作定轴转动的刚体，在合外力矩M的作用下，所获得的角加速度与合外力矩的大小成正比，与刚体的转动惯量成反比。J是转动惯性大小的量度。转动定律推导O转动惯量思想：刚体由质点组成，运用牛顿第二定律以及力矩定义.通过推导转动定律，获得转

8、动惯量的表达式.单位：kg·m2质量连续分布影响转动惯量大小的因素:总质量、质量分布、转轴的位置3.2.3转动惯量请选择：