大学物理学课件：4_1刚体转动的描述

1、 第第4章章 刚体的转动刚体的转动 4.1 刚体转动的描述刚体转动的描述 4.2 转动定律转动定律 4.3 转动惯量的计算转动惯量的计算 4.4 转动定律的应用转动定律的应用 4.5 角动量守恒角动量守恒 4.6 转动中的功和能转动中的功和能4.14.1 刚体转动的描述刚体转动的描述 刚体是质点间的距离保持不变的质点组刚体是质点间的距离保持不变的质点组 质点系的规律都可用于刚体质点系的规律都可用于刚体刚体是一个理想模型：刚体是一个理想模型：（形变和内部运动都可以忽略，突出物体的整体运动）（形变和内部运动都可以忽略，突出物体的整体运动）一一. 刚体刚体（rigid body）不管受力有多大，也不

2、会变形的物体。不管受力有多大，也不会变形的物体。刚体的研究方法：刚体的研究方法：4.1刚体转动的描述刚体转动的描述二二 . 刚体的运动形式刚体的运动形式1.平动平动（translation） 刚体内任意两点的连线在运动各个时刻刚体内任意两点的连线在运动各个时刻的位置都彼此平行。的位置都彼此平行。 刚体在平动时，可用其上任何一点（通刚体在平动时，可用其上任何一点（通常取质心）的运动来代表整体的运动。常取质心）的运动来代表整体的运动。 2.转动转动（rotation）定轴转动定轴转动定点转动定点转动（1）定轴转动：）定轴转动： 刚体上各质元均绕同刚体上各质元均绕同一条固定的直线（转轴）一条固定的直

3、线（转轴）做圆周运动。做圆周运动。（2）定点转动：）定点转动： 运动中刚体上只有一点固定不动，整个刚体运动中刚体上只有一点固定不动，整个刚体绕过该定点的某一瞬时轴线转动。绕过该定点的某一瞬时轴线转动。3 .一般运动一般运动 = ( (平动平动) )+( (转动转动) )原则原则: 随某点随某点( (基点基点) )的平动的平动 + 过该点的定轴转动过该点的定轴转动 基点任选（一般基点任选（一般就选质心就选质心）。）。蔡斯勒斯定理基本方法：基本方法： 质点系运动定理质点系运动定理 +刚体特性刚体特性刚体定轴转动的：刚体定轴转动的： （1） 转动定律转动定律 （2） 动能定理动能定理 （3） 角动量

4、定理角动量定理定轴转动Rotation about a fixed axis 学习的重点！学习的重点！ 定轴转动刚体中各质元都绕同一固定轴作半径不定轴转动刚体中各质元都绕同一固定轴作半径不同的圆周运动，线度量（位移、速度、加速度）不同，同的圆周运动，线度量（位移、速度、加速度）不同，但角度量（角位移、角速度、角加速度）相同！但角度量（角位移、角速度、角加速度）相同！三三 .刚体定轴转动的描述刚体定轴转动的描述（运动学问题）（运动学问题） 1.各点运动的特点各点运动的特点在自己的转动平面内作在自己的转动平面内作圆周运动圆周运动2.刚体定轴转动用角度量描述！刚体定轴转动用角度量描述！Angular velocityvector dtdunit: rad/s, s-1Direction: right-hand rule.mrxo参考方向参考方向转动平面转动平面(1)角度量角度量a.角位置角位置b.角位移角位移 C.角速度矢量角速度矢量00d.Angular acceleration角加速度22dddtdtrdtdrdtdsv(2)角度量与线度量的关系角度量与