《刚体力学习题课》PPT课件.ppt

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1、第三章刚体力学习题课一、基本要求1、掌握角位移、角速度和角加速度等物理量以及角量与线量的关系。2、掌握力矩、转动惯量、角动量等物理概念，理解转动惯量计算的基本思路。3、掌握转动定律、功能原理、角动量定理和角动量守恒定律并能正确应用。二、基本内容1、描述刚体转动的物理量2、刚体定轴转动定律角位移角速度与线量的关系角加速度力矩方向：右手法则转动惯量：3、刚体转动的动能定理（功能原理）当时4、刚体定轴转动角动量定理力矩的功刚体定轴转动动能或三、讨论方法Ⅰ1、质量为，长为的细棒，可绕转动。由水平位置自由下落。求下落到竖直位置时的角速度。由求出方法Ⅱ方法Ⅲ分别判断三种方法的正误

2、求出求出又求出2竿子长些还是短些较安全？两人表演杂技,一人支撑着竿子,一人在竿子顶端即杆子越长越安全圆锥摆子弹击入杆以子弹和杆为系统机械能不守恒.角动量守恒；动量不守恒；以子弹和沙袋为系统动量守恒；角动量守恒；机械能不守恒.圆锥摆系统动量不守恒；角动量守恒；机械能守恒.子弹击入沙袋细绳质量不计3、判断动量，角动量，机械能是否守恒小结：刚体定轴转动中几个应注意的问题。（1）刚体运动规律区别于质点运动规律，切莫混为一谈！（2）注意“转轴”（3）系统中质点、刚体同时存在，应分别讨论四：计算解：分析受力：图示质点质点1、斜面倾角为，质量分别为和物体经细绳联接，绕过一定滑轮。定

3、滑轮转动惯量为，半径为。求下落的加速度（设与斜面的摩擦因数为）滑轮（刚体）解得讨论：是否有其它计算方法？联系量功能关系！解：分析系统机械能守恒(为什么？)2、光滑斜面倾角，一弹簧(k)一端固定，另一端系一绳绕过一定滑轮与物体相连。滑轮转动惯量为，半径为。设开始时弹簧处于原长，将物体由静止沿斜面下滑，求下滑时物体的速度为多大。则有且有解得3、一行星质量为，半径为，今有一飞船在相距行星为时，飞船相对行星静止，同时发射一速度为质量为的仪器，发射角为，使仪器恰好略着行星表面着陆。求角应为多大？着陆滑行的初速多大？（设飞船质量）解：分析（1）不计其它作用力，仪器只处在行星的中心

4、力场中，则由仪器和行星组成的系统对行星中心的角动量守恒。所以得（1）又有（2）系统仅有保守力作用，故机械能守恒。（2）解得4、长为，质量为的匀质杆，一端悬挂，可通过点转动。今使杆水平静止的落下，在铅直位置与质量为的物体作完全非弹性碰撞后，沿摩擦因数的水平面滑动。求滑动的距离。解：处理这类碰撞问题与过去质点运动相似但又有区别，将分阶段进行讨论由角动量守恒（为什么？动量守恒吗？）由机械能守恒得（1）杆自由下落到将和碰撞（2）杆和物体碰撞过程（3）物体沿水平面运动直到静止由质点的动能定理得解：(1)子弹与棒相碰撞动量守恒？角动量守恒？5、在摩擦因数为的水平桌面上，一棒长为，

5、质量为的细杆可绕一端转动，今一子弹质量为，速度为垂直射入杆另一端后，穿出的速率为，求（1）棒获得的角速度（2）杆转多长时间后停止由子弹与棒组成的系统的角动量(对o轴)守恒得(2)棒从转动到停止过程（为什么会停止转动）受摩擦力矩由角动量原理作业P1183-1；3-5；3-8；3-11；3-12；3-15；3-16；3-18；3-20圆锥摆子弹击入杆以子弹和杆为系统机械能不守恒.角动量守恒；动量不守恒；以子弹和沙袋为系统动量守恒；角动量守恒；机械能不守恒.圆锥摆系统动量不守恒；角动量守恒；机械能守恒.子弹击入沙袋细绳质量不计3、判断动量，角动量，机械能是否守恒质点的运动规

6、律和刚体定轴转动规律的对比(一)质点的运动刚体的定轴转动速度角速度加速度角加速度质量m,力F转动惯量,力矩M力的功力矩的功动能转动动能势能质心势能质点的运动规律和刚体定轴转动规律的对比(二)质点的运动刚体的定轴转动运动定律转动定律动量定理角动量定理动量守恒角动量守恒动能定理动能定理机械能守恒机械能守恒