昆明理工大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件，英文版）第五章 刚体的转动

§5-1刚体的平动、转动和定轴转动 §5-2力矩转动定律转动惯量 §5-3转动自 RUDDER C ROL VERTICAL AXIS Elevator s PITCH §5-4绕定车 量守忄 LONGITUDINAL AXIS LATERAL AXIS

§5–4 绕定轴转动的刚体的角动量和角动 量守恒定律 §5–1 刚体的平动、转动和定轴转动 §5–2 力矩 转动定律 转动惯量 §5–3 转动的动能 力矩的功

教学基本要求 1.理解描述刚体定轴转动的基本物理量的定义和性质; 2.理解力矩、转动动能和转动惯量的物理意义; 3.掌握定轴转动的转动定律和角动量定理; 4.掌握定轴转动的角动量守恒定律和机械能守恒定律

1. 理解描述刚体定轴转动的基本物理量的定义和性质； 2. 理解力矩、转动动能和转动惯量的物理意义； 3. 掌握定轴转动的转动定律和角动量定理； 4. 掌握定轴转动的角动量守恒定律和机械能守恒定律

§5-1刚体的平动、转动和定轴转动 刚体 前面几章,研究对象抽象为质点,本章考虑物 体有形状和大小;为简单,不计入物体形变。 定义 在外力作用下形状和大小都 不变化的物体称为刚体 刚体是一种理想模型。刚体是在任何外力作用下任 意两点间均不发生位移,形状大小均不发生改变的 物体

§5–1 刚体的平动、转动和定轴转动 一、刚体 前面几章，研究对象抽象为质点，本章考虑物 体有形状和大小；为简单，不计入物体形变。 定义 在外力作用下形状和大小都 不变化的物体称为刚体 刚体是一种理想模型。刚体是在任何外力作用下任 意两点间均不发生位移，形状大小均不发生改变的 物体

二、刚体的平动和转动 看成质点 平动 如果刚体运动时,它里 面任一直线的方位始终 水平飞行 保持不变,则其运动称 为平动。 刚体作平动,其上所有点的速度、加速度相等,运动 轨迹都相同,整个刚体可当作质点来处理,满足牛顿 定律

二、刚体的平动和转动 平动 如果刚体运动时，它里 面任一直线的方位始终 保持不变，则其运动称 为平动。 水平飞行 看成质点 刚体作平动，其上所有点的速度、加速度相等，运动 轨迹都相同，整个刚体可当作质点来处理，满足牛顿 定律

转动 刚体运动时,如果刚体中所有质点都绕着一直线 作圆周运动,则这刚体的运动称为转动,这条直 线称为转轴。转轴固定的转动叫定轴转动。 转轴 地球仪转动

转动 刚体运动时，如果刚体中所有质点都绕着一直线 作圆周运动，则这刚体的运动称为转动，这条直 线称为转轴。转轴固定的转动叫定轴转动。 转轴 地球仪转动

一般情况下,刚体十分复杂,同时存在平动和 转动;可以证明,刚体的一般运动可以当作由一平 动和一绕瞬时轴的转动组合而成 跳水运动员 平动和转动(转轴位置变)

一般情况下，刚体十分复杂，同时存在平动和 转动；可以证明，刚体的一般运动可以当作由一平 动和一绕瞬时轴的转动组合而成。 平动和转动（转轴位置变） 跳水运动员

三、定轴转动 转轴固定的刚体转动叫定轴转动 如图,定轴转动特点 日 轴 刚体中任一点都在垂直于 轴的平面内作半径不同的 圆周运动;在同一时间间 隔内,各质点的角位移相 等;同一时刻,各质点的 .Q 角速度和角加速度。 轴

三、定轴转动 轴 P Q 轴 转轴固定的刚体转动叫定轴转动。 如图，定轴转动特点 刚体中任一点都在垂直于 轴的平面内作半径不同的 圆周运动；在同一时间间 隔内，各质点的角位移相 等；同一时刻，各质点的 角速度和角加速度

因此,用△、a和c作为描 写刚体绕定轴转动的物理量, 称为刚体的角位移、角速度和 P 角加速度。 刚体中各质点的速度和加速 度,因其位置和到转轴的距离 轴 不同而不同。如图,对质点P, 有 V=ro a=ro2 对一定的质点 r为常量 a=ra

因此，用、和作为描 写刚体绕定轴转动的物理量， 称为刚体的角位移、角速度和 角加速度。 刚体中各质点的速度和加速 度，因其位置和到转轴的距离 不同而不同。如图，对质点P， 有 P 轴 r     a r a r v r t n = = =  对一定的质点 r为常量

例题5-1

例题5–1

§5-2力矩转动定理转动惯量 一、力对转轴的力矩 哪个力容易 力可以使刚体转动,经 将门关好? 验表明其效果不仅取决于力 的大小而且还与力的方向和 作用点的位置有关。下面将 证明,力使刚体转动决定于 力对转轴的力矩大小,如图 所示

§5−2 力矩 转动定理 转动惯量 一、力对转轴的力矩 力可以使刚体转动，经 验表明其效果不仅取决于力 的大小而且还与力的方向和 作用点的位置有关。下面将 证明，力使刚体转动决定于 力对转轴的力矩大小，如图 所示。 F  F  哪个力容易 将门关好？