内容正文:
刚体的定轴转动
2020高中物理竞赛
第 五 章
一、理解描述刚体定轴转动的物理量:角坐标、角位移、
角速度和角加速度等概念。
二、了解转动惯量的概念,理解刚体绕定轴转动的转动定
律,能熟练用其求解定轴转动问题。
四、了解角动量概念,理解角动量定理和角动量守恒定律,
并能用其分析有关问题。
三、理解力矩的功、刚体定轴转动的动能定理。
基 本 要 求
1. 刚体的平动
连接刚体中任意两点的线段在运动中始终保持平行。
一、刚体的平动和转动
★ 刚体 —
★ 说明:
1. 刚体是理想模型。
2. 在外力的作用下, 其上任意两点
均不发生相对位移。
受力而不形变的物体。
§ 5-1 刚体的运动
特点: 刚体上所有点的 运动轨迹 、 都相同,
可用质点运动来描述。
将刚体的运动看作其质心的平动与相对于通过质心并垂直运动平面的轴的转动的叠加。
3. 刚体的一般运动
刚体上各点都绕同一转轴作
半径不同的圆周运动, 在相同时
间内转过相同的角度。
2. 刚体的定轴转动
特点:
⑴ 刚体上各点在垂直转轴的平面内作圆周运动;
⑵ 刚体上各点的 均相同。
二、定轴转动的描述
参考平面 — 与转轴相垂直的平面。
2. 运动方程
— 位矢与 ox 轴夹角。
★ 规定:
定轴转动只有
两个转动方向
位矢沿ox 轴 逆时针
方向转动时角位置 为正,
反之为负。
参考方向
1. 角坐标
参考平面
5. 角加速度
6. 角量与线量的关系
4. 角速度
3. 角位移
(P.103)
x
O
x
O
三、力矩
对于定轴转动, 力矩的方向可用正、负号表示之。
对 O 点力矩:
大小:
方向:
1. 力矩的定义
右手法则:伸出右手 四指垂直拇指,让四指指向 的方向,
经小于 的角度转向 的方向,拇指指向 的
方向。
O
和 所决定的平面
(3) 合力矩的大