2021-2022学年高二物理竞赛课件：刚体定轴转动的机械能和力矩的功.pptx

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1、 刚体定轴转动的机械能和力矩的功转动定律的应用举例转动定律的应用举例 M 的符号的符号：使刚体向规定的转动正方使刚体向规定的转动正方向加速的力矩为正。向加速的力矩为正。1.1.是矢量式（但在定轴转动中力矩只有两个方向）。是矢量式（但在定轴转动中力矩只有两个方向）。2.M、J、是对同一转轴而言的。是对同一转轴而言的。例例.质量为M=16kg的实心滑轮，半径为R=0.15m。一根细绳绕在滑轮上，一端挂一质量为m的物体。设细绳不伸长且与滑轮间无相对滑动，求：(1)由静止开始1秒钟后，物体下降的距离。(2)绳子的张力。解解：对轮、物受力分析如图对轮、物受力分析如图mMmmgTMgN由转动定律由转动定律

2、由牛顿定律由牛顿定律变形问题：变形问题：mMm1m2RT1T2m1gm2gm2 m1MgNm2MT1T2m2gRm1m1gN1N2MgM1mm1m2T1T2m1gm2gm2 m1R1R2M2M1T 例例.一质量为m，长为l 的均质细杆，可绕垂直于平面、穿过O点的转轴转动，转轴距A 端l/3。今使棒从静止开始由水平位置绕 O点转动，求：(1)水平位置的角速度和角加速度。(2)垂直位置时的角速度和角加速度。(1)OBA解：解：已知已知c由平行轴定理由平行轴定理（2 2）OBAc mg由转动定律由转动定律 例例.一半径为R、质量为m的均匀圆盘平放在粗糙的水平面上。若它的初速度为0，绕中心O旋转，问经

3、过多长时间圆盘才停止。(设摩擦系数为)ORdrr解：解：考察半径为考察半径为r宽度为宽度为dr的圆环的圆环由转动定律由转动定律一、刚体的转动动能一、刚体的转动动能一、刚体的转动动能一、刚体的转动动能质元动能质元动能：刚体的总动能：刚体的总动能：miz平动动能平动动能m 是物体平动惯性的量度是物体平动惯性的量度J 是物体转动惯性的量度是物体转动惯性的量度二、刚体的重力势能二、刚体的重力势能二、刚体的重力势能二、刚体的重力势能 结论：结论：结论：结论：刚体的重力势能应等于质量集中于质心的重刚体的重力势能应等于质量集中于质心的重力势能力势能1.刚体的重力势能刚体的重力势能 miz2.刚体的机械能刚体的机械能三、力矩的功和功率三、力矩的功和功率三、力矩的功和功率三、力矩的功和功率z d 力矩的功：力矩的功：力矩的功：力矩的功：合力矩的功：合力矩的功：合力矩的功：合力矩的功：力矩功率：力矩功率：力矩功率：力矩功率：注：注：注：注：1.力矩求和只能对同一参考点力矩求和只能对同一参考点(或轴或轴)进行。进行。2.