《大學(xué)物理學(xué)教程（第二版）上冊：4-1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大學(xué)物理學(xué)教程（第二版）上冊：4-1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動 剛體剛體：在外力作用下，形狀和大小都不發(fā)生變化：在外力作用下，形狀和大小都不發(fā)生變化的物體的物體. （任意兩質(zhì)點間距離保持不變的特殊質(zhì)點組）（任意兩質(zhì)點間距離保持不變的特殊質(zhì)點組）剛體的運動形式：平動、轉(zhuǎn)動剛體的運動形式：平動、轉(zhuǎn)動. 剛體平動剛體平動 質(zhì)點運動質(zhì)點運動 平動：若剛體中所有點平動：若剛體中所有點的運動軌跡都保持完全相同，的運動軌跡都保持完全相同，或者說剛體內(nèi)任意兩點間的或者說剛體內(nèi)任意兩點間的連線總是平行于它們的初始連線總是平行于它們的初始位置間的連線位置間的連線.一一
2、剛體的平動與轉(zhuǎn)動剛體的平動與轉(zhuǎn)動第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動：剛體中所有的點都繞同一直線做圓周運動轉(zhuǎn)動：剛體中所有的點都繞同一直線做圓周運動 . 轉(zhuǎn)動又分定軸轉(zhuǎn)動和非定軸轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動又分定軸轉(zhuǎn)動和非定軸轉(zhuǎn)動 . 剛體的平面運動剛體的平面運動 . 第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動 剛體的一般運動剛體的一般運動 質(zhì)心的平動質(zhì)心的平動繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動+第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)
3、動剛體的定軸轉(zhuǎn)動zx二二 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度參考平面參考平面)()(ttt 角位移角位移)(t 角坐標(biāo)角坐標(biāo) 約定約定沿沿逆逆時針方向轉(zhuǎn)動時針方向轉(zhuǎn)動 沿沿順順時針方向轉(zhuǎn)動時針方向轉(zhuǎn)動 tttddlim0 角速度矢量角速度矢量 方向方向: 右手右手螺旋方向螺旋方向參考軸參考軸1 角速度和角加速度角速度和角加速度)(t第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動 角加速度角加速度t dd（1） 每一質(zhì)點均作圓周運動，圓面為轉(zhuǎn)動平面；每一質(zhì)點均作圓周運動，圓面為轉(zhuǎn)動平面； （2） 任一質(zhì)點運
4、動任一質(zhì)點運動 均相同，但均相同，但 不同；不同；（3） 運動描述僅需一個坐標(biāo)運動描述僅需一個坐標(biāo) .,a, v定軸轉(zhuǎn)動的定軸轉(zhuǎn)動的特點特點 剛體剛體定軸定軸轉(zhuǎn)動（一維轉(zhuǎn)動）的轉(zhuǎn)動方向可以用角轉(zhuǎn)動（一維轉(zhuǎn)動）的轉(zhuǎn)動方向可以用角速度的正負來表示速度的正負來表示 .00zz第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動 2 勻變速轉(zhuǎn)動公式勻變速轉(zhuǎn)動公式 剛體剛體繞繞定軸作勻變速轉(zhuǎn)動定軸作勻變速轉(zhuǎn)動質(zhì)點質(zhì)點勻變速直線運動勻變速直線運動at0vv22100attxxv)(20202xxa vvt0)(2020222100tt 當(dāng)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動
5、的角加速度為常量時，剛體作當(dāng)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的角加速度為常量時，剛體作勻變速轉(zhuǎn)動勻變速轉(zhuǎn)動 . 剛體勻變速轉(zhuǎn)動與質(zhì)點勻變速直線運動公式對比剛體勻變速轉(zhuǎn)動與質(zhì)點勻變速直線運動公式對比第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動3 角量與線量的關(guān)系角量與線量的關(guān)系tervrtev2ntraratanan2tererat ddtt22dddda第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動飛輪飛輪 30 s 內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度rad)(75)6(2)5(22202)s(rad
6、6305020t 例例1 一飛輪半徑為一飛輪半徑為 0.2 m、 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為150 rmin-1， 因受制動而均勻減速，經(jīng)因受制動而均勻減速，經(jīng) 30 s 停止轉(zhuǎn)動停止轉(zhuǎn)動. 試試求求:（1）角加速度和在此時間內(nèi)飛輪所轉(zhuǎn)的圈數(shù)；）角加速度和在此時間內(nèi)飛輪所轉(zhuǎn)的圈數(shù)；解解（1）,srad510. 0 t = 30 s 時，時，設(shè)設(shè).飛輪做勻減速運動飛輪做勻減速運動00時，時， t = 0 s 轉(zhuǎn)過的圈數(shù)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)r5 .372N第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動)srad(4)665(10t)sm(105. 0)6(2 .
7、 02tra)sm(6 .31)4(2 . 0222nra（2）制動開始后）制動開始后 t = 6 s 時飛輪的角速度；時飛輪的角速度； （3）t = 6 s 時飛輪邊緣上一點的線速度、切向加速時飛輪邊緣上一點的線速度、切向加速度和法向加速度度和法向加速度 .解解m2 .0,srad510r已知：已知： . 求：求：)sm(5 . 242 . 01rv解解第四章第四章 剛體轉(zhuǎn)動剛體轉(zhuǎn)動物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）4 1 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動( (2) )解解 ( (1) ) 將將 t = 6 s 代入代入得得r/s513,950m.6060/md)e1 (21d21ttNt
8、( (3) )s(rade540edd22/mttt344（角加速度（角加速度指數(shù)衰減）指數(shù)衰減） 例例2 在高速旋轉(zhuǎn)的微型電機里在高速旋轉(zhuǎn)的微型電機里, 有一圓柱形轉(zhuǎn)子可繞有一圓柱形轉(zhuǎn)子可繞垂直其橫截面并通過中心的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)垂直其橫截面并通過中心的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn). 開始起動時開始起動時, 角速度角速度為為0. 起動后其轉(zhuǎn)速隨時間變化關(guān)系為：起動后其轉(zhuǎn)速隨時間變化關(guān)系為： ,式中式中 . 求求： ( (1) ) t = 6 s 時電動機時電動機的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速( (2) )起動后起動后, , 電動機在電動機在 t = 6 s 時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù).( (3) )角加速度隨時間變化的規(guī)律角加速度隨時間變化的規(guī)律)e1 (/mts0 . 2,r/s540m
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