2021-2022学年高二物理竞赛课件：刚体定轴转动的功和能.pptx

力矩的功率力矩的功率刚体的转动动能与重力势能刚体的转动动能与重力势能 刚体的转动动能刚体的转动动能 zOri刚体的重力势能刚体的重力势能 himi刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 合外力矩对作定轴转动的刚体所作的功等于刚体合外力矩对作定轴转动的刚体所作的功等于刚体转动动能的增量转动动能的增量-刚体绕定轴转动的动能定理刚体绕定轴转动的动能定理 对对含含有有刚刚体体和和质质点点复复杂杂系系统统，若若外外力力不不做做功功，且内力都是保守力，则系统机械能守恒，即且内力都是保守力，则系统机械能守恒，即 含刚体系统的机械能守恒定律含刚体系统的机械能守恒定律 O解：解：MmkR 例例 一质量为一质量为 m 长为长为 L 的均匀细棒的均匀细棒 OA 可绕通过其一端的可绕通过其一端的光滑轴光滑轴 O 在竖直平面内转动，今使棒从水平位置开始自在竖直平面内转动，今使棒从水平位置开始自由下摆，求细棒摆到竖直位置时由下摆，求细棒摆到竖直位置时（1）质心）质心 C 和端点和端点 A 的线速度的线速度（2）质心）质心 C 的线加速度的线加速度解解:(1)把地球、细棒看作一系统把地球、细棒看作一系统,O点的支撑力点的支撑力(非保守内力非保守内力)不作功不作功,因为轴光滑因为轴光滑.系统的机械能守恒系统的机械能守恒,设重力零势能如图设重力零势能如图零势面零势面方向：向左方向：向左(因竖直位置因竖直位置M=0 =0)（2）研究系统：研究系统：小球、细棒小球、细棒系统的外力有小球的系统的外力有小球的重力重力(与转轴平行与转轴平行)、细、细棒的重力和转轴上的棒的重力和转轴上的支撑力支撑力(通过转轴通过转轴).系系统所受合外力矩为零统所受合外力矩为零而角动量守恒而角动量守恒.例、例、一根质量为一根质量为 M，长为，长为 的均匀细棒，可绕通过棒的均匀细棒，可绕通过棒 中中心的垂直轴心的垂直轴 Z，在，在XY平面内转动。开始时静止，今有质平面内转动。开始时静止，今有质量为量为 m 的小球以速度的小球以速度 顺着顺着y轴的方向碰撞棒的端点，轴的方向碰撞棒的端点，假设碰撞是弹性的，求碰撞后小球的弹回速度假设碰撞是弹性的，求碰撞后小球的弹回速度 和棒的角和棒的角速度速度 。弹性碰撞系统机械能守恒：弹性碰撞系统机械能守恒：联立将联立将 代入，舍弃代入，舍弃 的解的解从上往下看从上往下看,以顺时针以顺时针方向为正方向为正