jiaoan(128,21-22)ppt

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1、1.掌握描述刚体定轴转动的角位移、角速度、角加速度等物理量及角量和线量的关系.能借助于直角坐标系.能熟练应用匀变速转动的运动学问题.2.理解力矩和转动惯量的物理意义.掌握刚体定轴转动定律并能结合牛顿运动定律求解定轴转动刚体与质点的联动问题.3.会计算力矩的功,刚体定轴转动动能和刚体的重力势能.在重力场中能在有刚体作定轴转动的问题中正确地应用机械能守恒定律.4.会计算刚体对固定轴的角动量,掌握角动量定理,并能对含有定轴转动刚体在内的系统正确应用角动量守恒定律.(一)教学要求习题课刚体的定轴转动11.描

2、述刚体定轴转动的物理量及运动学公式角位置角运动方程=(t)角位移角速度角加速度角量与线量的关系(二)基本概念和规律22.力矩和转动惯量(1)力矩匀角加速转动公式=0+t2=02+2(2)转动惯量当刚体质量连续分布组合体的转动惯量33.刚体的定轴转动定律4.力矩的功转动动能刚体定轴转动动能定理机械能守恒定律:只有重力做功时45.角动量和冲量矩刚体的角动量恒力矩的冲量变力矩的冲量6.角动量定理和角动量守恒定律角动量定理角动量守恒定律:当合外力矩为零或远小于内力矩时57.质点直线

3、运动和刚体的定轴转动物理量对比质点直线运动刚体的定轴转动位移x速度加速度功角位移角速度角加速度质量m转动惯量功动能转动动能动量角动量功率角功率61.当两个力作用在一个有固定转轴的刚体上,下列说法正确吗?(1)这两个力都平行于轴作用时它们对轴的合力矩一定为零;(2)这两个力都垂直于轴作用时它们对轴的合力矩可能为零;(4)这两个力对轴的合力矩为零时,它们的矢量和一定为零;(3)这两个力矢量和为零时,它们对轴的合力矩一定为零;(正确)(正确)(不正确)(不正确)(三)课堂讨论题72.一水平均质圆盘可

4、绕垂直于盘面且通过盘心的中心轴转动,盘上站着一个人,开始时人和盘整个系统处于静止状态.当人在盘上任意走动时,忽略摩擦,对该系统下列各物理量是否守恒?原因何在?(1)系统的动量;(2)系统的机械能;(3)系统对轴的角动量.(不守恒)(不守恒)(守恒)83.一圆盘可绕垂直于盘面且通过盘心的中心轴OO'以角速度沿顺时针方向转动.(1)在同一水平直线以相反方向同时射入两颗质量相同,速率相等的子弹,并留在盘中,盘的角速度如何变化?vvwOO'(2)两大小相等,方向相反但不在同一直线上的力沿盘面同时作用在盘上

5、,盘的角速度如何变化?盘的角速度增大,因为转盘受到同向的力矩盘的角速度减小,因为角动量L=Jw不变,但转动惯量J加大了.M与同方向盘的角速度减小,因为角动量L=Jw不变,但转动惯量J加大了.ffwOO'94.弹簧与一半径为R质量为m的均质圆盘定滑轮A,及质量也为m的物体B组成如图的系统.在细绳上套一个质量为m/2的圆环C,C与B相距高度h,将C由静止释放并与B发生完全非弹性碰撞,忽略摩擦力和绳的质量,绳不可伸长,且与滑轮间不打滑.试分析在碰撞过程中C与B组成的系统动量是否守恒?应如何解释碰后瞬间C

6、与B的共同速度?分析:主要看两个过程,(1)C由静止释放而自由下落,机械能守恒可得碰前速度:C与B发生完全非弹性碰撞过程中,C与B组成的系统动量守恒吗?在此过程中,C、B与滑轮组成的系统角动量守恒.不!因为有外力,而且滑轮也必须转动.hBAmCR10hBAmCRC与B发生完全非弹性碰撞过程中,C与B组成的系统动量守恒吗?在此过程中,C、B与滑轮组成的系统角动量守恒.设:作用时间t.弹簧尚未伸长.C与B相互作用力f=–f'B与滑轮间相互作用力T=–T'(通过绳)(1)(2)(3)(1)R+(2)

7、R+(3)M=TR11w10Aw20O1O2R1R2Bw1Aw2O1O2R1R2B5.质量分别为M1、M2,R1、R2的两个均匀圆柱体可分别绕它们本身的轴转动,二轴平行.开始时它们分别以角速度w10、w20匀速转动,然后平移两轴使他们的边缘互相接触.试分析在此过程中以两圆柱为系统,对O1或O2的角动量是否守恒?如何求解当两圆柱的接触点无相对滑动时,它们的角速度w1和w2?在此过程中以两圆柱为系统,对O1或O2的角动量不守恒.因为轴1上的力对轴2力矩不为零;反之亦然.12求解它们的角速度w1和w2方法

8、如下:两滑轮边缘线速度相同,所以设两滑轮边缘相互作用力大小为F,根据角动量定理求解上述方程可得w1和w2.131.塔形定滑轮A由两个质量分别为M1,M2,分别为半径R1,R2的均匀圆盘固接而成,物体B与斜面的摩擦系数为,其他条件如图.求:(1)系统由静止释放后,C下落过程中B、C两物体的加速度;解:(1)A,B,C受力分析如图：AhBaCm1m2(2)C下落距离h时,B、C两物体的速度及A的角速度.AT1T2A:B:Cm2T2m2gC:几个未知数,几个方程?分析:题