力矩的功刚体定轴转动的动能定理ppt课件.ppt
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1、4.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益刚体力学简介刚体力学简介刚体力学简介刚体力学简介第第第第 四四四四 章章章章14.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业
2、单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 本节内容概要本节内容概要 力矩的功和功率力矩的功和功率 刚体的转动动能和重力势能刚体的转动动能和重力势能 刚体绕定轴转动的动能定理刚体绕定轴转动的动能定理 刚体定轴转动定律刚体定轴转动定律 本节教学要求本节教学要求理解理解刚体定轴转动的转动动能概念,刚体定轴转动的转动动能概念,会计算会计算力矩的功、刚体的力矩的功、刚体的转动动能。转动动能。掌握掌握刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律,能对含有定刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律,能对含有定轴刚体在内的系统轴刚体在内的系统正确应用正确应用机械能守恒定律。机械能守恒定律。掌握掌握刚体绕定轴
3、转动的转动定律,刚体绕定轴转动的转动定律,能求解能求解定轴转动刚体和质点定轴转动刚体和质点联动问题。联动问题。24.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益PO :力臂力臂 对对转轴转轴 z 的力矩的力矩 4.3.1 力矩力矩 力矩力矩描述力对描述力对刚体的刚体的转动转动作用。作用。*34.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定
4、理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 1)如果一个刚体所受如果一个刚体所受合合外力为零,其外力为零,其合外合外力矩力矩是否是否也一定为零也一定为零?如果刚体所受?如果刚体所受合外力矩为合外力矩为零零,其,其合外力合外力是否是否也一定为零也一定为零?刚体定轴转动刚体定轴转动平衡条件平衡条件:(保:(保持持静止静止或或匀角速转动匀角速转动状态)。状态)。讨论讨论44.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴
5、转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益O讨论讨论 2)若力若力 不在转动平面内不在转动平面内 对转轴力矩:对转轴力矩:54.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益O
6、3)合力矩合力矩 4)刚体内刚体内作用力作用力和和反作用力反作用力的力矩的力矩讨论讨论64.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 例例1 一半径为一半径为R、质量为、质量为m的匀质圆盘,的匀质圆盘,以角速度以角速度绕中心轴转动。现将它平放在一绕中心轴转动。现将它平放在一水平板上,盘与板水平板上,盘与板表面的摩擦因数为表面的摩擦因数为。求圆盘所受的摩擦力
7、矩。求圆盘所受的摩擦力矩。Rm74.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益ds=drdldf 对点对点o力矩:力矩:Rrdrdlo解:解:84.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主
8、义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益宽为宽为dr圆环:圆环:Rrdrdlo94.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益力矩的功力矩的功4.3.2 力矩的功力矩的功104.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物
9、大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 例例2 留声机的转盘绕通过盘心垂直盘留声机的转盘绕通过盘心垂直盘面的轴以角速率面的轴以角速率 作匀速转动放上唱片作匀速转动放上唱片后,唱片将在摩擦力作用下随转盘一起转后,唱片将在摩擦力作用下随转盘一起转动设唱片的半径为动设唱片的半径为R,质量为,质量为m,它与转,它与转盘间的摩擦系数为盘间的摩擦系数为 ,求:,求:(1)唱片与转盘唱片与转盘间的摩擦力矩;间的摩擦力矩;(2)唱片达到角速度唱片达到角速度 时需时需要多长时间;要多长时间;(3)在这段时间内,转盘的驱在
10、这段时间内,转盘的驱动力矩做了多少功?动力矩做了多少功?114.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益Rrdrdlo解解(1)124.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济
11、体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(2)由转动定律求由转动定律求 ,(唱片唱片J=mR2/2)134.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(3)0 到到 t 的时间内驱动力矩做的功的时间内驱动力矩做的功144.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四
12、章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益力矩的功力矩的功力矩的力矩的功率功率比较比较154.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益O4.4 转动定律转动定律 (1)单个质点单个质点 与转轴刚性连接与转轴刚性连接164.3-4.4 4
13、.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(2)刚体刚体外外力矩力矩内内力矩力矩O质量元受质量元受外外力力 ,内内力力单个质点:单个质点:174.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的
14、事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益转动定律转动定律转动惯量转动惯量:O 刚体定轴转动的角加速度与它所受的刚体定轴转动的角加速度与它所受的合合外力矩外力矩成正比,与刚体的成正比,与刚体的转动惯量转动惯量成反比成反比.184.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(2)瞬时关系。瞬时关系。(3)转动中转动中 与平动中与平动中 地位相同。地
15、位相同。(1),与与 方方向相同。向相同。说明说明转动定律转动定律194.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 一个作定轴转动的轮子,对轴的转动一个作定轴转动的轮子,对轴的转动惯量惯量J=2.0=2.0kgm2,正以角速度,正以角速度 作匀速转作匀速转动现对轮子加一恒定的力矩动现对轮子加一恒定的力矩M=-12=-12Nm,经过时间经过时间8.08.0
16、时轮子的角速度时轮子的角速度 ,则,则 _答案:答案:14 rad/s讨论讨论204.3-4.4 4.3-4.4 力矩的功力矩的功 刚体定轴转动的动能定理刚体定轴转动的动能定理 转动定律转动定律第四章第四章 刚体力学简刚体力学简介介大学物大学物理学理学为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益 一长为一长为l、质量可以忽略的直杆,两端分别固、质量可以忽略的直杆,两端分别固定有质量为定有质量为2m和和m的小球,杆可绕通过其中心的小球,杆可绕通过其中心O且与且与杆垂直的水平光滑固定轴在垂直平面内转动开始杆垂直的水平光滑固定轴
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