第五章 刚体的定轴转动课件.ppt

《第五章 刚体的定轴转动课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、力学（Mechanics）第5章刚体的定轴转动（6学时）(Fixed-spindleRotationofRigidBody)SouthwestUniversity西南大学大学物理第五章刚体的定轴转动西南大学大学基础物理学§5.2转动定律SouthwestUniversity西南大学大学物理第五章刚体的定轴转动西南大学大学基础物理学本章内容§5.1刚体转动的描述§5.3转动惯量的计算§5.4刚体的角动量和角动量守恒定律§5.5转动中的功和能【学习目的】（3）掌握角动量定理及其守恒定律，并能用它来解决具体问题。（1）掌握角速度、角加速度概念及匀变速定轴转动公式，掌握角量与线量的关系。

2、（2）理解力矩和转动惯量概念，掌握刚体定轴转动定理，并能运用它解决刚体定轴转动问题；（4）理解功的概念，掌握刚体定轴转动的动能定理和机械能守恒定律。西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动【教学难点】刚体的角动量和角动量守恒定律以及它们的应用【教学重点】（1）力矩和转动惯量概念，定轴转动定理及应用；（2）角动量定理和角动量守恒定律以及它们的应用。（3）功的概念，定轴转动动能定理和机械能守恒定律以及它们的应用；西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动对于机械运动的研究，仅局限于质点和质点系的情况是很不够的。物体的运动是很复杂的。西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动在外力作

3、用下，形状和大小都不发生变化的物体.（任意两质点间距离保持不变的特殊质点组）2、刚体的运动形式：刚体平动质点运动平动：当刚体运动时，如果刚体内任何一条给定的直线，在运动中始终保持它的方向不变，这种运动叫平动。一、刚体的运动§5.1刚体转动的描述特点：刚体内各质点的运动情况完全相同。西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动1、刚体：平动、转动。转动：刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运动.转动又分定轴转动和非定轴转动.刚体的平面运动.西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动刚体的一般运动质心的平动绕质心的转动+西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动定轴转动时，刚体上各点都绕同

4、一固定转轴做不同半径的圆周运动。在同一时间内，各点转过的圆弧长度不同，但在相同时间内转过的角度相同，称为角位移，它可以用来描述整个刚体的转动。做定轴转动时，刚体内各点具有相同的角量，包括角位移、角速度和角加速度。但不同位置的质点具有不同的线量，包括位移、速度和加速度。刚体的定轴转动西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动3、刚体绕定轴转动的角速度和角加速度参考平面角位移角坐标<0q0>q约定沿逆时针方向转动沿顺时针方向转动角速度矢量方向:右手螺旋方向参考轴（1）角速度和角加速度西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动角加速度定轴转动的特点刚体定轴转动（一维转动）的转动方向可以

5、用角速度的正负来表示.1）每一质点均作圆周运动，圆面为转动平面；2）任一质点运动均相同，但不同,3）运动描述仅需一个坐标.西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动（2）匀变速转动公式刚体绕定轴作匀变速转动质点匀变速直线运动当刚体绕定轴转动的角加速度为恒量时，刚体做匀变速转动.刚体匀变速转动与质点匀变速直线运动公式对比西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动（3）角量与线量的关系1）角速度与线速度2）角加速度与切向加速度和法向加速度西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动飞轮30s内转过的角度例一飞轮半径为0.2m、转速为150r·min-1，因受制动而均匀减速，经30s停止

6、转动.试求:（1）角加速度和在此时间内飞轮所转的圈数；（1）t=30s时，设.飞轮做匀减速运动时，t=0s转过的圈数西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动解（2）制动开始后t=6s时飞轮的角速度；（3）t=6s时飞轮边缘上一点的线速度、切向加速度和法向加速度.解:已知：.求：解:西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动例在高速旋转的微型电机里,有一圆柱形转子可绕垂直其横截面并通过中心的转轴旋转.开始起动时,角速度为零.起动后其转速随时间变化关系为：,式中.求：(1)t=6s时电动机的转速．(2)起动后,电动机在t=6s时间内转过的圈数.(3)角加速度随时间变化的规律．(2)

7、解:(1)将t=6s代入得(3)（角加速度指数衰减）西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动【例题5.1】一条缆索绕过一定滑轮拉动一升降机，如图5.1所示。滑轮半径r=0.5m，如果升降机从静止开始以加速度a=0.4m/s2匀加速度上升，求：（1）滑轮的角加速度；（2）开始上升后，t=5s末滑轮的角速度；（3）在5s内滑轮转过的圈数；（4）开始上升后，t=1s末滑轮边缘上一点的加速度（假设缆索和滑轮之间不打滑）。图5.1升降机西南大学大学基础物理学第五章刚体的定轴转动解：（1）