高二物理竞赛刚体绕定轴转动课件.ppt

1,一力矩作功,比较,角量表示的力作功的形式,2,二力矩的功率,比较,三转动动能,刚体转动动能，应该是刚体的所有质点的转动能能之和,3,四刚体绕定轴转动的动能定理,刚体绕定轴转动的动能定理,W内力矩？,合外力矩对刚体所作的功， 等于刚体转动动能的增量。,对于刚体来说，因质点间无相对位移，任何一对内力作功为零,4,刚体的重力势能是组成刚体的各个质点的重力势能之和,质心高度,一个不太大刚体的重力势能，相当于它的全部质量都集中在质心时所具有的势能。,五. 刚体的重力势能,刚体的机械能,5,六、机械能守恒,功能原理、机械能守恒定律在刚体运动的情况下仍然适用。,对于含有刚体的系统,如果在运动过程中只有保守内力作功,则此系统的机械能守恒。,刚体的势能,其他质点系统的势能,刚体的动能,其他质点系统的动能,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 一长为 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,10,射入竿后，以子弹、细杆和地球为系统，E =常量,解得：,11,（1）滑轮的角加速度；（2）滑轮的角速度为零时，物体上升的高度；（3）物体回到原来的位置时，定滑轮的角速度。,例2一轴承光滑的定滑轮，质量为M=2kg、半径为R=0.1m,一不能伸长的轻绳，一端固定在滑轮边上，另一端挂一质量定滑轮的为m=5kg的物体。已知转动惯量为 ；其初角速度为0=10rad/s,方向垂直纸面向里。求：,12,解（1）,m,M,R,13,（2）,（3）,14,又解（2）：据机械能守恒定律：,解得,15,1.刚体角动量守恒的充分而必要的条件是（A）刚体不受外力矩的作用。（B）刚体所受合外力矩为零。（C）刚体所受的合外力和合外力矩均为零。（D）刚体的转动惯量和角速度均保持不变。 ,16,2. 一个人站在有光滑固定转轴的转动平台上，双臂水平地举二哑铃。在该人把此二哑铃水平收缩到胸前的过程中，人、哑铃与转动平台组成的系统的（A）机械能守恒，角动量守恒（B）机械能守恒，角动量不守恒。（C）机械能不守恒，角动量守恒。（D）机械能不守恒，角动量也不守恒 ,17,直线运动与定轴转动规律对照,质点的直线运动,刚体的定轴转动,定轴转动刚体的角动量守恒定律,