《2021-2022学年高二物理竞赛课件：刚体力学.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：刚体力学.pptx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1刚体力学2主要内容n基本概念q角动量q力矩q角速度矢量q转动惯量3一、基本概念质点对定点质点对定轴质点系对定点质点系对定轴角动量力矩角动量定理角动量守恒定律4例题例题1求作用于圆锥摆质点求作用于圆锥摆质点m上的重力上的重力,拉力及合拉力及合力对力对O 点和对点和对O点的力矩点的力矩.5质点质点m 相对圆锥运动中心相对圆锥运动中心O矢径矢径对对O 点点解解质点质点 m 相对圆锥摆悬点相对圆锥摆悬点O 的矢径的矢径 对质点，合力对某一参考点的力矩等于各分力对质点，合力对某一参考点的力矩等于各分力对同一参考点力矩的矢量和对同一参考点力矩的矢量和.6对对O点点7角量与线量的关系角量与线量的关系线量线
2、量质点做圆周运动的线位移、线速度、线加速度质点做圆周运动的线位移、线速度、线加速度 角量角量描述刚体转动整体转动的描述刚体转动整体转动的弧长弧长 线速度线速度 切向加速度切向加速度 法向加速度法向加速度 r sOxy8质点运动与刚体定轴转动描述的对照质点运动与刚体定轴转动描述的对照质点的平动质点的平动刚体的定轴转动刚体的定轴转动速度速度加速度加速度角速度角速度角加速度角加速度质量质量 m转动惯量转动惯量动量动量角动量角动量力力力矩力矩9质点运动规律与刚体定轴转动的规律对照质点运动规律与刚体定轴转动的规律对照运动定律运动定律转动定律转动定律质点的平动质点的平动刚体的定轴转动刚体的定轴转动动量定理
3、动量定理角动量定理角动量定理动量守恒定律动量守恒定律角动量守恒定律角动量守恒定律力的功力的功力矩的功力矩的功动能动能转动动能转动动能10质点运动规律与刚体定轴转动的规律对照质点运动规律与刚体定轴转动的规律对照质点的平动质点的平动刚体的定轴转动刚体的定轴转动动能定理动能定理动能定理动能定理重力势能重力势能重力势能重力势能机械能守恒机械能守恒只有保守内力作功时只有保守内力作功时机械能守恒机械能守恒只有保守内力作功时只有保守内力作功时117.3.5 转动定理及质心运动定理的应用转动定理及质心运动定理的应用（定轴转动）（定轴转动）例题例题4如图如图(a)表示半径为表示半径为R的放水弧形闸门，可绕图中左
4、方质点的放水弧形闸门，可绕图中左方质点转动，总质量为转动，总质量为m,质心在距转轴质心在距转轴 处，闸门及钢架对质点的总处，闸门及钢架对质点的总转动惯量为转动惯量为 ,可用钢丝绳将弧形闸门提起放水，近似认可用钢丝绳将弧形闸门提起放水，近似认为在开始提升时钢架部分处于水平，弧形部分的切向加速度为为在开始提升时钢架部分处于水平，弧形部分的切向加速度为a=0.1g，g为重力加速度为重力加速度,不计摩擦不计摩擦,不计水浮力不计水浮力.图图(a)（1）求开始提升时的瞬时，钢丝绳对）求开始提升时的瞬时，钢丝绳对弧形闸门的拉力和质点对闸门钢架的支弧形闸门的拉力和质点对闸门钢架的支承力承力.（2）若以同样加速
5、度提升同样重量的）若以同样加速度提升同样重量的平板闸门平板闸门图图(b)需拉力是多少？需拉力是多少？图图(b)12xyO图图(a)解解（1）以弧形闸门及钢架）以弧形闸门及钢架为隔离体，受力如图为隔离体，受力如图(a)所示所示.建立直角坐标系建立直角坐标系Oxy，向向x及及y轴投影得轴投影得 根据转动定理根据转动定理起动时起动时根据质心运动定理根据质心运动定理 13即起动瞬时绳对闸板的拉力为即起动瞬时绳对闸板的拉力为 ，质点，质点O 对闸门钢对闸门钢架的支承力竖直向上，大小等于架的支承力竖直向上，大小等于29mg/90.图图(b)(2)用用 表示提升平板形闸门所用的拉力，对闸门应表示提升平板形闸门所用的拉力，对闸门应用牛顿第二定律，得：用牛顿第二定律，得：比较上面结果，可见提升弧形闸门比较上面结果，可见提升弧形闸门所用的拉力较小所用的拉力较小.