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！,