2021-2022学年高二物理竞赛竞赛转动定律课件.pptx

转动定律转动定律一、力矩一、力矩 对对O的力矩的力矩绕绕 Oz 定定轴转动时，力矩轴转动时，力矩5-3 5-3 5-3 5-3 转动定律转动定律转动定律转动定律 薄板的薄板的垂直轴定理垂直轴定理垂直轴定理垂直轴定理设刚性薄板平面为设刚性薄板平面为 xOy面面5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量例例求半径为求半径为R质量为质量为m的均匀圆环的均匀圆环,对于沿直对于沿直径转轴的转动惯量。径转轴的转动惯量。解：解：圆环的质量密度为圆环的质量密度为取质元取质元dm，距转轴距转轴 r5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量另解另解 转轴：过环心并与环垂直转轴：过环心并与环垂直5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量根据对称性有根据对称性有由垂直轴定理由垂直轴定理例例长长l、质量、质量m的均匀细棒放在的均匀细棒放在xOy平面内，平面内，棒与棒与x轴成轴成30o角，其中心在角，其中心在O点。求它对点。求它对x、y和和z轴的转动惯量。轴的转动惯量。解：解：细棒质量密度为细棒质量密度为在棒上取长为在棒上取长为dl的质量元的质量元5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量例例一长为一长为a、宽为、宽为b的匀质矩形薄平板，质的匀质矩形薄平板，质量为量为m，试求，试求:(1)对通过平板中心并与长边平对通过平板中心并与长边平行的轴的转动惯量行的轴的转动惯量;(2)对与平板一条长边重对与平板一条长边重合的轴的转动惯量。合的轴的转动惯量。解：解：(1)取长为取长为a、宽为、宽为dy的小面的小面元元建立如图坐标系建立如图坐标系质量面密度为质量面密度为5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量(2)转轴与长边重合转轴与长边重合或由平行轴定理或由平行轴定理5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量定轴转动定律定轴转动定律对对Pi：法向分量：力矩为零法向分量：力矩为零两边同乘以两边同乘以ri切向：切向：5-3 5-3 5-3 5-3 转动定律转动定律转动定律转动定律对整个刚体求和对整个刚体求和刚体的定轴转动定律刚体的定轴转动定律内力矩之和为零内力矩之和为零即即外力对转轴外力对转轴z的力矩的力矩5-3 5-3 5-3 5-3 转动定律转动定律转动定律转动定律例例在半径分别为在半径分别为R1和和R2的阶梯形的阶梯形滑轮上反向绕有两根轻绳，各挂滑轮上反向绕有两根轻绳，各挂质量为质量为m1、m2的物体。如滑轮与的物体。如滑轮与轴间的摩擦不计，滑轮的转动惯轴间的摩擦不计，滑轮的转动惯量为量为J。求滑轮的角加速度。求滑轮的角加速度及各及各绳中的张力绳中的张力T1、T2。5-3 5-3 5-3 5-3 转动定律转动定律转动定律转动定律解：解：设设m1向下运动向下运动解得解得5-3 5-3 5-3 5-3 转动定律转动定律转动定律转动定律(2)当当 时，时，即滑轮静止或，即滑轮静止或匀速转动匀速转动(3)当当 时，时，则为定滑轮的情况则为定滑轮的情况讨论：讨论：(1)当当 时，物体运动方向与所设相时，物体运动方向与所设相同，反之则相反同，反之则相反5-3 5-3 5-3 5-3 转动定律转动定律转动定律转动定律