首页 第3章 刚体的定轴转动

第3章 刚体的定轴转动

举报
开通vip

第3章 刚体的定轴转动nullnull前2章 知识回顾null牛顿力学回顾: 质点运动学和质点动力学本章知识要点: (1)什么是刚体、为什么要学习刚体? (2)刚体运动学特征,如何描述刚体的运动特征? (3)刚体运动满足什么规律,刚体动力学 通过本章学习深入体会: (1)物理模型的重要性 (2)物理概念的深入理解 (质心、转动惯量、角动量、转动定律)null首先我们来问一个问题:太阳系行星运动:开普勒三定律 -> 牛顿万有引力定律null首先我们来问一个问题:天体的运动 月球的运动null首先我们来问一个问题:我们站在...

第3章 刚体的定轴转动
nullnull前2章 知识回顾null牛顿力学回顾: 质点运动学和质点动力学本章知识要点: (1)什么是刚体、为什么要学习刚体? (2)刚体运动学特征,如何描述刚体的运动特征? (3)刚体运动满足什么规律,刚体动力学 通过本章学习深入体会: (1)物理模型的重要性 (2)物理概念的深入理解 (质心、转动惯量、角动量、转动定律)null首先我们来问一个问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 :太阳系行星运动:开普勒三定律 -> 牛顿万有引力定律null首先我们来问一个问题:天体的运动 月球的运动null首先我们来问一个问题:我们站在地球上为什么 只能看到月球的一面?天体的运动 月球的运动嫦娥一号探月飞行器null一、什么是刚体?(刚体模型)质点在外力作用下,物体的形状和大小(尺寸)保持不变,而且内部各部分相对位置保持恒定(没有形变),这种 理想物理模型 称之为 刚体。一般物体刚体弹性体、流体、气体…1. 刚体定义刚体是一种特殊的质点组。任意质点间相对位置不变!强调:刚体也是一个理想模型!研究基础:牛顿力学(质点动力学)!null车轮飞机2. 刚体的运动特征null2. 刚体的运动特征null2. 刚体的运动特征null刚体各点在任意时刻具有相同的角速度。刚体各点线速度可以不相同。2. 刚体的运动特征null角速度 成为刚体重要的运动特征,它在刚体运动中占有 特殊显要 的地位。2. 刚体的运动特征刚体各点在任意时刻具有相同的角速度。刚体各点线速度可以不相同。null车轮刚体的运动特征null3. 刚体的受力模型第 i 个质点受力:整个质点组(刚体)受力:= 0刚体的合内力为零!null刚体受到的力矩:相对O点的力矩* 合内力的力矩= 0null二、合外力对刚体影响,刚体质心刚体在合外力作用下,其运动特征类似于一个质量等于刚体质量的质点的运动。第 i 质点的牛顿方程:所有质点求和null二、合外力对刚体影响,刚体质心刚体在合外力作用下,其运动特征类似于一个质量等于刚体质量的质点的运动。质点位置矢量:刚体的 质心 坐标更一般表述:null合外力对刚体影响,刚体质心刚体在合外力作用下,其运动特征类似于一个质量等于刚体质量的质点的运动(刚体质心的平动)。质心引入: 刚体平动运动问题 简化为 质心运动学/动力学问题补充强调: 质心是有物理含义的,描述了刚体物质分布。 其位置可能在刚体上,也可能不在刚体上。 null三、力矩对刚体的影响合外力矩:=0刚体的转动定律刚体所受的合外力矩等于刚体对所选原点的合动量矩随时间的变化率。刚体的运动 = 质心平动 + 刚体绕质心的转动null四、刚体绕固定轴的转动实质:简化刚体的转动、一维的转动问题角速度单位矢量znullxyriRidm引入转动惯量:则有:刚体绕固定轴的转动定律为:直线运动角运动对应关系:Ri为dmi到转轴的距离null刚体已学知识回顾质心运动定律:绕质心的转动定律:直线运动角运动null一般刚体的运动,可以看成质心的平动运动和刚体绕质心以角速度 作转动的合运动。* 质心运动定律:* 绕质心的转动定律:五、转动惯量:1. 举例给出常用物体形状的转动惯量计算例3.1 圆盘绕轴心旋转的转动惯量.例3.2 圆球绕通过球心某轴旋转的转动惯量.例3.3 细棒绕通过中心且与棒垂直轴旋转的转动惯量.null2. 平行轴定理d为刚体质心到转动轴与刚体平面的交点O的距离。null3. 垂直轴(正交轴)定理薄板状刚体对板面两正交轴的转动惯量之和等于垂直该板面且通过板面内两正交轴交点的轴的转动惯量。刚体对任一转动轴的转动惯量=刚体过质心且平行这一转动轴的转动惯量+刚体质量×两平行轴距离 d 2。2. 平行轴定理null例3.5 通过矩形平板中心且垂直板面轴的转动惯量.例3.6 平板中开孔后绕板中心 且垂直板面轴的转动惯量.例3.4 细棒绕通过端部且与棒垂直轴旋转的转动惯量.null四、角动量守恒定律1.质点的角动量:2.质点在有心力作用下的角动量守恒:若质点绕 O点转动:null自由粒子运动质点在有心力作用下运动开普勒第二定律质点的 掠面速度nullnull四、角动量守恒定律1.质点的角动量:2.质点在有心力作用下的角动量守恒:若质点绕 O点转动:图 解null例3.7: 行星的运动3. 刚体的角动量守恒 刚体的角动量定理: 若刚体的合外力矩等于零,则角动量守恒。有心力作用:角动量守恒 保守力作用:机械能守恒null五、刚体的能量刚体中任一质元 mi 绕定轴转动的动能 EiK 刚体转动的总动能为 或xyRidm即:刚体绕定轴转动的动能 = 质心绕定轴的动能 + 刚体绕质心平行轴转动的动能。1. 动能绕定轴转动null2. 总能量加上重力势能3. 外力矩对刚体作的功刚体绕定轴转动时,只有与轴垂直的力分量才能作功,与轴平行的力分量将和轴上的约束力平衡。考虑与轴垂直的力,有:hc:质心距零势能的高度null外力矩 对 刚体 所作的功 = 刚体转动动能 的增加。 外力 对 质点 所作的功 = 质点动能 的增加。功率定义:结论:一般而言有:null直线运动角运动直线运动与角运动的对应关系nullFc五、刚体的平面平行运动(略讲)作用在刚体上的外力都在同一平面内,则刚体与该平面相交之截面将始终在此平面内运动,称为刚体的平面平行运动。 合力作用线过质心,刚体作纯平动。 平动定义:运动中,刚体内任意两点间的连线始终保持方向不变。 (2)合力等于零,但力矩不为零。合力作用等价于一力偶。刚体作绕轴的纯转动。(3) 合力的作用线不过质心,刚体运动等价于合力作用在质心的纯平动加上力偶矩作用下的纯转动。null摩擦力在滚动中作用: 如果摩擦力足够大,则其运动形式为无滑动的纯滚动。 若摩擦力不够大,会出现又滑动又滚动的情况, 摩擦力为0,则只滑动无滚动。例5.8 滚动演示null(1)以过质心且垂直于运动平面的轴为转轴,把刚体滚动分解为: 质心平动 + 绕质心转动。纯滚动处理方法:null六、陀螺仪与进动结论:外力矩的作用并非一定要改变系统的角动量大小,也可以保持角动量大小不变而仅改变角动量的方向。 null例如:匀速圆周运动;陀螺的进动。体会单位矢量的微分运算!共同点:null例3.10: 陀螺仪与进动LL进动角速度null刚体所学知识 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 质心运动定律:绕质心的转动定律:直线运动角运动角动量守恒定律:null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?null月球为什么公转与自转角速率相同?END
本文档为【第3章 刚体的定轴转动】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
下载需要: 免费 已有0 人下载
最新资料
资料动态
专题动态
is_106701
暂无简介~
格式:ppt
大小:2MB
软件:PowerPoint
页数:0
分类:工学
上传时间:2011-07-23
浏览量:187