高中物理奥林匹克竞赛——刚体力学(共37张PPT)

* 第五章 刚体力学 * 第五章 刚体力学 §5-1 刚体的运动 §5-2 刚体动力学 §5-3 定轴转动刚体的角动量守恒定律 §5-4 固体的形变和弹性 * 刚体：就是在任何情况下，其大小和形状都不变的物体，是固体的理想化模型，也是一种常用的力学模型。 特点：各质点间的相对位置永不发生变化的质点系。 刚体的运动形式：平动、转动。 * 平动 刚体运动过程中，刚体上的任意一条直线始终保持平行 转动 刚体运动过程中, 刚体上所有的点都绕同一条直线作圆周运动 一、平动和转动 §5-1 刚体的运动 任何一点的运动代表整个刚体的运动 * 刚体的一般运动 既平动又转动 * 定轴转动：在刚体转动中, 转轴固定不动的转动 二、刚体的定轴转动 转动平面：垂直于转轴的任一平面 各质元的线速度、加速度一般不同， 但角量（角位移、角速度、角加速度）都相同 描述刚体整体的运动用角量最方便 O O’ 转动平面 转轴 * 三、刚体转动的描述 方向：设定正方向 右手定则 角速度 角加速度 角量和线量的关系 切向加速度 法向加速度 和 方向相同 加速运动， 和 方向相反 减速运动， * 平动、转动的基本物理量 规律 平动 转动 (角)位矢（置） (角)位移 (角)速度 (角)加速度 * 转动的典型形式 匀速转动（ 恒定） 匀变速转动（ 恒定） 匀变速直线运动 * 质点直线运动或刚体平动 刚体的定轴转动 速度 角速度 加速度 角加速度 位移 角位移 匀速直线运动 匀角速定轴转动 匀变速直线运动 匀变速定轴转动 * 例 一飞轮的半径为0.2m，转速为150r／min ，经30s 减速后停止。求：（1）角加速度和飞轮转的圈数,（2）t=6s 时的角速度，(3) t=6s 时飞轮边缘上一点的线速度、切向加速度、法向加速度。 解 （1） 飞轮在30s内转过的角度为 飞轮在30s内转过的圈数为 (2)t=6s 时的角速度 边缘线速度 切向加速度 法向加速度 (3) * 一、刚体的转动动能 §5-2 刚体动力学 比较： 转动惯量 刚体转动动能 * 二、刚体的转动惯量 对质量线分布的刚体： ：质量线密度 对质量面分布的刚体： ：质量面密度 对质量体分布的