大学物理习题课件3.刚体3.ppt

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1、(§3.6-§3.8)第三章刚体力学基础流体力学简介本课时教学基本要求1、掌握刚体平面运动特征。2、掌握刚体平面运动的动力学规律。重点掌握刚体平面运动中的纯滚动。3、掌握陀螺仪的定点运动。重点掌握旋进方向的判定以及旋进角速度的求解。4、掌握流体力学中的连续性方程和伯努利方程。直升机螺旋桨的设置尾桨的设置：直升机发动后机身要在旋翼旋转相反方向旋转，产生一个向下的角动量。为了不让机身作这样的反向旋转，在机身尾部安装一个尾桨，尾桨的旋转在水平面内产生了一个推力，以平衡单旋翼所产生的机身扭转作用。对转螺旋桨的设置：

2、双旋翼直升机则无需尾桨，它在直立轴上安装了一对对转螺旋桨，即在同轴心的内外两轴上安装了一对转向相反的螺旋桨。工作时它们转向相反，保持系统的总角动量仍然为零。刚体的平面运动：若刚体内所有质点的运动都平行于某一平面，则这种运动称为刚体的平面运动。一、刚体平面运动的运动学定轴转动是刚体平面运动的一种特殊的形式。§3.6刚体的平面运动例如：直线运动车的车轮。物体沿斜面的滚动。黑板擦的运动。刚体平面运动的描述可以分解为质心平动和绕质心轴的转动。二、刚体平面运动的动力学是矢量式，在剖面内有两个分量式，再加M＝Jc，三

3、个独立方程附带必要的初始条件，就可以完全确定刚体的平面运动三、刚体平面运动中的纯滚动1、纯滚动的主要特征：(1)在滚动中接触点P始终是相对静止的，没有滑动。P点的线速度始终为零。(2)发生在P点的摩擦力为静摩擦力，不作功。(3)sC=R，vC=R，aC=RbP纯滚动时刚体的动能:cTBvccTB+例１、质量为Ｍ、半径为Ｒ的均匀实心球，由静止开始，从高度ｈ处，沿倾角为的斜面无滑动滚下。求实心球滚到底端时质心速度的大小。（1）解：（2）解：由机械能守恒：顶点：底部：纯滚动中摩擦力方向的判定FPFPf？FP

4、纯滚动中摩擦力方向的判定（习题3.45）Facf?cFacf?c例3.17求aacT§3.7陀螺仪的定点运动陀螺仪与定向指示仪支架S外环陀螺G内环陀螺仪：能够绕其对称轴高速旋转的厚重的对称刚体。陀螺仪的特点：具有轴对称性和绕对称轴有较大的转动惯量。陀螺仪的定向特性：由于不受外力矩作用，陀螺角动量的大小和方向都保持不变；无论怎样改变框架的方向，都不能使陀螺仪转轴在空间的取向发生变化。§3.7陀螺仪的定点运动的方向：使改变方向故陀螺的自转轴改变方向，绕一竖直轴进动可以证明根据角动量定理：陀螺仪的回转效应，又叫旋

5、进（进动）Ldr其中重力对0点的力矩为，oL1L2dLd陀螺仪的回转效应，又叫旋进（进动）§3.8流体力学简介基本概念:理想流体、定常流动基本规律：1、连续性方程：2、伯努利方程：1、连续性方程：dt时间内通过任一截面的体积相等2、伯努利方程：作业：3.453.473.493.613.64