大学物理第五版上册课件：第4章课件3.ppt

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1、1,力的空间累积效应： 力的功、动能、动能定理,2,力矩的功：,一力矩作功,比较,3,二力矩的功率,比较,三转动动能,4,四刚体绕定轴转动的动能定理,刚体绕定轴转动的动能定理,比较,2021/4/16,5,三. 转动动能,任一质元,求和,对定轴刚体,*b. 另一种描述方法 （运动叠加）,不适用,定轴 o,质心轴 c,质心,6,以子弹和沙袋为系统,动量守恒；,角动量守恒；,机械能不守恒 .,子弹击入沙袋,细绳质量不计,7,以子弹和杆为系统,机械能不守恒,角动量守恒；,动量不守恒；,8,圆锥摆,圆锥摆系统,动量不守恒；,角动量守恒；,机械能守恒,9,例1 留声机的转盘绕通过盘心垂直盘面的轴以角速率

2、 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？,10,R,r,dr,dl,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,11,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,12,(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,13,例2 一

3、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,14,射入竿后，以子弹、细杆和地球为系统，E =常量,解得：,2021/4/16,15,例3一长为 l 、质量为 m 匀质细杆竖直放置,其下端与一固定铰链O相接，并可绕其转动由 于此竖直放置的细杆处于非稳定平衡 状态，当 其受到微小扰动时，细杆将在重力作用下由静止开始绕铰链O转动试计算细杆转动到与竖直线 成 角时的角加速度和角速度,法 动力学方法,讨论: 多种方法,法 动能定理,法 机械能守恒,2021/4/16,16,接触处： 静摩擦力 不作功,分解,质心平动+绕质心转动, 刚体平面平行运动,1.质心运动,2.绕质心转动,3.能量方面,动能定理 机械能守恒,2021/4/16,17,例 一绳索缠绕在半径为 R 、质量为m的均匀圆盘的圆周上，绳的另一端悬挂在天花板上（如图）.设绳的质量不计，求：(1)圆盘质心速度与y的关系； (2)绳的张力。,a. 质心运动定律,分析：,b. 绕质心转动定律,2021/4/16,18,进动（旋进） 定点三维转动,角动量定理（微分形式）,* 刚体进动,公转（旋进角速度）,瞬时转轴,讨论:,航天器变轨过程中调姿,