2021-2022学年高二物理竞赛刚体的定轴转动课件.pptx

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1、5-1 刚体的运动刚体的运动一一、刚体模型刚体模型FF刚体刚体：在外力作用下在外力作用下，大小和形状都不变大小和形状都不变的物体的物体二二、刚体的运动刚体的运动FF平动平动：刚体运动时刚体运动时，其内部任一直线其内部任一直线的的方方向始终不变向始终不变5-15-15-15-1 刚体的运动刚体的运动刚体的运动刚体的运动特点：特点：各点位移各点位移、速度速度、加速度均相同加速度均相同可视为质点可视为质点s s刚体质心的运动代表了刚体平动中每一质刚体质心的运动代表了刚体平动中每一质元的运动元的运动5-15-15-15-1 刚体的运动刚体的运动刚体的运动刚体的运动 FF转转动动：刚刚体体上上各各质质点

2、点都都绕绕同同一一直直线线(转转动轴动轴)作圆周运动作圆周运动FF定轴转动定轴转动：转轴固定转轴固定不动不动的的转动转动FF旋进旋进(进动进动)：转轴上转轴上一点静止，转轴方向一点静止，转轴方向变化变化5-15-15-15-1 刚体的运动刚体的运动刚体的运动刚体的运动FF平面平行运动：平面平行运动：刚体内所有刚体内所有运动点都平行于某一平面运动点都平行于某一平面(参考平面参考平面)FF刚体的一般运动刚体的一般运动=平动平动+转动转动5-15-15-15-1 刚体的运动刚体的运动刚体的运动刚体的运动三、角速度矢量三、角速度矢量角速度方向在转轴上角速度方向在转轴上FF 方向由右手螺旋法则确定方向由

3、右手螺旋法则确定5-15-15-15-1 刚体的运动刚体的运动刚体的运动刚体的运动边缘一点边缘一点 P大小大小盘上任一点盘上任一点Pi PiFF对刚体上的对刚体上的Pi点：点：参考方向参考方向转动平面转动平面或或5-15-15-15-1 刚体的运动刚体的运动刚体的运动刚体的运动FF在刚体上取一质元在刚体上取一质元Pi：动能：动能：FF对所有质点对所有质点一、转动惯量一、转动惯量5-2 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 定义：定义：对对 z 轴的转动惯量轴的转动惯量FF刚体的转动动能刚体的转动动能FF连续分布有连续分布有线分布，线分布，为线密度为线密度面

4、分布，面分布，为面密度为面密度体分布，体分布，为体密度为体密度5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量讨论讨论：Jz的大小决定于的大小决定于(1)刚体的质量：刚体的质量：同形状的刚体，同形状的刚体，越大，越大，Jz就就越大越大(2)质量的分布：质量的分布：质量相同，质量相同，dm分布在分布在 r越大越大的地方，则的地方，则Jz 越大越大(3)刚体的转轴位置：刚体的转轴位置：同一刚体依不同的转轴同一刚体依不同的转轴而有不同的而有不同的 Jz FF转动惯量的物理意义转动惯量的物理意义：Jz表示刚体转动时惯表示刚体转动时惯性的大小性的大小5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量常见刚体的转动惯量常见刚体的转动惯量薄圆盘薄圆盘球体球体细棒细棒细棒细棒5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量 二、二、平行轴定理平行轴定理以质心以质心C为坐标原点为坐标原点Cz：质心轴质心轴MN/Cz对对MN轴的转动惯量为轴的转动惯量为5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量平行轴定理平行轴定理5-25-25-25-2 转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量