高中物理竞赛课件：刚体力学.pptx

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1、刚体刚体力学力学( )()( )ddddtttttt 刚体运动学刚体运动学刚体的平动和转：刚体的平动和转：刚体的定轴转动刚体的定轴转动转动平面转动平面刚体刚体匀变速定轴转动匀变速定轴转动质点质点匀变速直线运动匀变速直线运动at0vvt02021tt22022021attxvxa2202vv2rararvnt)(t)(t求导求导求导求导积分积分积分积分)(t刚体的定轴转动定律刚体的定轴转动定律合外力对转轴合外力矩：合外力对转轴合外力矩：转动惯量：转动惯量：刚体定轴转动的转动定律：刚体定轴转动的转动定律：iMMiiiFrsin)(2iirmJdd()ddLJMttddJJt刚体定轴转动中的功和能刚

2、体定轴转动中的功和能力矩的功：力矩的功：刚体定轴转动的动能：刚体定轴转动的动能：刚体定轴转动的动能定理：刚体定轴转动的动能定理：刚体的重力势能：刚体的重力势能：ddMA 21dMA221JEk12kkEEACpmghE 刚体定轴转动的角动量守恒刚体定轴转动的角动量守恒刚体定轴转动的角动量定理：刚体定轴转动的角动量定理：刚体定轴转动的角动量守恒定律：刚体定轴转动的角动量守恒定律： 刚体刚体( (质点系质点系) )对某一定轴所受的合外力矩为对某一定轴所受的合外力矩为零，则它对这一固定轴的角动量保持不变。零，则它对这一固定轴的角动量保持不变。122121ddJJJtMtt1221dJJtMtt例：例

3、：一质量为一质量为M 半径为半径为R的的水平匀质圆盘，可绕通过中水平匀质圆盘，可绕通过中心的光滑竖直轴心的光滑竖直轴自由转动自由转动。盘缘上站一质量盘缘上站一质量为为 m 的人，的人，两者相对地面静止。当人在两者相对地面静止。当人在盘上绕边缘走一周时，盘对盘上绕边缘走一周时，盘对地面转多大的角度？地面转多大的角度？ 解：解：盘和人组成系统。人走动盘和人组成系统。人走动时，系统所受竖直力矩为零，时，系统所受竖直力矩为零，系统对此轴的角动量守恒。系统对此轴的角动量守恒。 j和和J分别表示人和盘对轴的转分别表示人和盘对轴的转动惯量，动惯量，w 和和 表示两者的角表示两者的角速度，速度， 和和 表示两者对地的表示两者对地的角位移，由角动量守恒有：角位移，由角动量守恒有：0 Jj2221,mRJmRjttdd,ddtMRtmRdd21dd22人走一周时：人走一周时：tMRtmRdd21dd22d21d0202MRmRMm212222mmM5 5 回转运动回转运动1.1.不受外力矩的不受外力矩的回转运动回转运动AABBDCC2. 2. 进动进动陀螺的进动陀螺的进动LtMLLJMLMt炮 弹炮 弹飞 行飞 行时 的时 的进动进动