广东工业大学：《大学物理》课程教学资源（课件讲稿）第一篇 力学 第3章 刚体的定轴转动（刚体及刚体定轴转动的描述、刚体定轴转动定律）

(里度本2*大皇 第3章刚体的定轴转动 大骨物理A煮兼 第3章 风刚体力学基出

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 第3章 刚体力学基础

国桑水2美大皇 第3章刚体的定轴转动 大骨物理A款素 则体(1) 主要内容： 。刚体及刚体定轴转动的描述 。刚体定轴转动定律

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 刚体(1) 主要内容： 刚体及刚体定轴转动的描述 刚体定轴转动定律

细廉本2求大等 第3章刚体的定轴转动 大学物理A教兼 ong Univereity of Te §3.1刚体及刚体定轴转动的描述 刚体(rigid body): 在外力作用下不产生形变的物体 组成刚体的每个质点称为刚体的一个质量元(element mass)), 每个质量元都服从质点力学规律。 质点 集 质点系 特例 刚体 特点： 任意两点间的距离始终保持不变 平动 刚体的运动： 定轴转动 一般运动（平动十转动）

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 §3 1. 刚体及刚体定轴转动的描述 刚体及刚体定轴转动的描述 刚体(rigid body) ： 在外力作用下不产生形变的物体 在外力作用下不产生形变的物体。 组成刚体的每个质点称为刚体的 个质量元(l ) 刚体(rigid body) ： 组成刚体的每个质点称为刚体的一个质量元(element mass)， 每个质量元都服从质点力学规律。 集合 特例 特点 任意两点间的距离始终保持不变 质点 质点系 刚体 集合 特例 ： 任意两点间的距离始终保持不变 平动 一般运动（平动＋转动） 刚体的运动： 定轴转动

(但亲本2*大皇 第3章刚体的定轴转动 大骨物理A煮兼 1、刚体的平动(translation) 特点：体内任意两点的连线在运动中始终保持平行。 刚体的平动 可以简化成 质点处理 2、刚体的转动((rotation) 特点：刚体上所有质点都绕同一直线作圆 周运动。 这条直线称为转轴(rotation axis)。转轴固 定的称为定轴转动

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 1、刚体的平动(translation) 特点：体内任意两点的连线在运动中始终保持平行。 刚体的平动 可以简化成 A A 质点处理 B A B B 2、刚体的转动(rotation) 特点：刚体上所有质点都绕同 特点：刚体上所有质点都绕同 直线作圆 一 周运动。 这条直线称为转轴(rotation axis) (rotation axis) 。转轴固 定的称为定轴转动

(四亲本2蒙大 第3章刚体的定轴转动 大学物理A录素 刚体的一般运动可看成平动与定轴转动的叠加。 3、描述定轴转动的物理量 用角量描述定轴转动 转动平面： 刚体定轴转动的特点： (1)转动平面垂直于转轴。 (2)转动平面上各点均作圆周运动，角 量相同，线量不同。 (3)定轴转动刚体上各点的角速度矢量 而的方向均沿轴线

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 刚体的 般运动可看成平动与定轴转动的叠加 刚体的一般运动可看成平动与定轴转动的叠加。 3、描述定轴转动的物理量  用角量描述定轴转动  转动平面： 刚体定轴转动的特点  （1）转动平面垂直于转轴。 刚体定轴转动的特点： 转动平面垂 于转轴 （2）转动平面上各点均作圆周运动，角 量相同，线量不同。 （3）定轴转动刚体上各点的角速度矢量  的方向均沿轴线。 

国底之大避 第3章刚体的定轴转动 大学物理A教兼 基本物理量： 角坐标：0 单位：弧度(rad) 角位移：△0，d0 de 角速度大小： 0= 单位：弧度.秒(rads) dt 刚体上任意一点的线速度元与角 速度而的关系： 角加速度矢量： a= dō dt 单位：弧度.秒-2(rads2) 定轴转动中（的方向沿转轴，与而的方向相同或相反

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 基本物理量： 角位移  d 角坐标:  单位： ( rad) 弧度 基本物理量： 角速度大小： ddt   角位移:   , d 1 1 (rad s )   单位：弧度 秒  刚体上任意一点的线速度 与角 速度 的关系  v    v  z dt r    v  速度 的关系： r  v P v r P 角加速度矢量： d dt      2 2 (rad s )   单位：弧度 秒      定轴转动中 的方向沿转轴，与 的方向相同或相反

(但亲本2*大皇 第3章刚体的定轴转动 大骨物理A煮兼 线量与角量的关系： v=or,a,=ra an=—=r02 刚体作匀加速转动时，相应公式如下： 1 0=0+0t+-at2 0=00+Ct 02=o+2a0

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 线量与角量的关系：  z v     ra r   r  v  z 2 ra r , a r       2 v v r P n a r r    刚体作匀加速转动时，相应公式如下： 2 0 0 1 2     t t 2 2 0 0         t 2

国桑水2黄大等 第3章刚体的定轴转动 大零物理A款素 83.2定轴转动定律 1、对转轴的力矩(moment)) 力F对轴的力矩M定义为： M=F.d=rFsin 0 转动平面 d 写成矢量式 M=元x尼 单位：Nm M的大小： M=rF sine M的方向垂直转动平面，即沿转轴方向

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 §3 2. 定轴转动定律 1、对转轴的力矩(moment) M z  F  力 对轴的力矩 定义为: F M r   d M  F d  rF sin  d 写成矢量式 M r F      单位：N·m M 的大小:  M  rF sin M 的方向垂直转动平面, 即沿转轴方向。 

盟亲本2求大等 第3章刚体的定轴转动 2 大学物理A教兼 当外力万不在垂直于转轴的 平面内时， M=F×F 2、定轴转动定律(law of rotation) 刚体看作一个质点系， F.+fr=△m,a,=△m,a 两边乘r并对求和 ∑rF.+∑rf.=(E△m,r)a

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案 z F M   r  F F F  当外力 不在垂直于转轴的  平面内时, F  r d    F M r    2、定轴转动定律(law of rotation) z 刚体看作一个质点系, f Fi  i f   i i i  i i F  f  m a  m r 两边乘 并对 求和 mi ir  ( ) 2  r F   r f  m r 两边乘 ri并对i 求和  riFi   ri fi  ( miri )

四)度本2菜大皇 第3章刚体的定轴转动 大骨物理A煮兼 ΣrF.+∑rf.=(∑△m,r2)a 区r正数和，即合内力施· 为所有内力对转轴的力矩的代 ∑rf.=0 ∑F为所有外力对转轴的力矩的代 数和，即合外力矩， 用M表示。 2 △mr 称为刚体对定轴的转动惯量，用J表示。 即： 2 =∑△m, 转动惯量的定义式

第3章 刚体的定轴转动 刚体的定轴转动 大学物理A教案   ( ) 2 i i i i i i  r F   r f   m r z F   为所有内力对转轴的力矩的代 数和，即合内力矩。 i i r f   Fi i f ri fi  0 mi ir iFi r 为所有外力对转轴的力矩的代 数和，即合外力矩， 用 M 表示。   2 称为刚体对定轴的 称为刚体对定轴的转动惯量,用 J 表示。 i i  m r 2 即 J   2 转动惯量的定义式 i i 即: J   m r 转动惯量的定义式