2021-2022学年高二物理竞赛课件：转动

1、 转动第一节 角的度量第二节 角量的矢量性第三节 恒定角速度第四节 力矩第五节 转动动力学：力矩和转动惯量第六节 转动动力学中的问题解答第七节 确定转动惯量第八节 转动动能第九节 转动加上平动；滚动第一节 角的度量 绕固定转动的物体上每一个点都作圆运动，这个圆的中心在旋转轴上。用R表示每个点的旋转半径，即该点到旋转轴的距离。用r表示表示该点相对于某个坐标系原点的距离。 从轴到物体上任意点所连直线在相同的时间间隔中扫出相同的角度，用表示。为了表示物体的角位置，需要指定物体中的某些特殊线（如图中红线）与某参考方向（如图中x轴）之间的角度。 当物体中的某个点（如图中的P）经历了一段延着它园弧路经测量

2、的距离l时，该点移过一个该弧长“对着”的角度。该角度的量值一般由下式给出：角度的度量的单位用弧度(rad)表示。如果l=R，那么=1rad例题10-1 捕食的鸟用弧度 一双独特的鸟眼睛可以恰当地识别所对应张角不小于310-4rad的物体。（a）它的度数是多少？（b）当飞行高度是100m时，多少小的物体正好可以被鸟识别（如图）？Page 324从某个初始位置(设为1)到结束位置(设为2)，它的角位移是一个绕固定轴转动的物体平均角速度定义为角位置时间变化率瞬时角速度是当t趋向于零时角位置时间变化率的极限注意刚体内所有点都以相同的角速度和角加速度转动。所以从整体来讲，和表示了旋转物体的性质。平均角加

3、速度是角速度的变化除以产生这变化所需要的时间瞬时角加速度定义为当t趋向于零时角速度时间变化率的极限例10-3 角和线的速度与加速度。 一个旋转木马开始时静止。在t=0时它获得了一个恒定的角加速度=0.060rad/s2,它的角速度经历了8.0s的增长。在t=8.0s时，请确定下列量的大小：（a）旋转木马的角速度；（b）离开中心2.5m处，图b中的点P，小孩（图a）的线速度；（c）小孩的切向（线）加速度；（d）小孩的向心加速度；（e）小孩的总线加速度。Page 328旋转角度的变化d与线距离dl按下式相联系：角量与线量的关系所以，在任何瞬间一个点的总线加速度是两个分量的矢量和旋转刚体上每个点在任

4、何时刻都有线速度v和线加速度a。于是任意点的线速度为如果旋转物体的角速度改变，该物体作为整体来说(它上面的每一个点都)有角加速度。另外，每一个点也都有线加速度，它的方向是该点圆弧路径的切线方向。利用v=R ，旋转物体上某点的角加速度与切向加速度关系为以线速度v在半径为R的园上运动的质点有径向加速度例10-6 离心加速度 离心转子在30s内从静止加速到20000rpm。（a）它的平均角加速度是多少?（b）在它的加速周期内离心转子转了多少圈？假设角加速度恒定。Page 333第二节 角量的矢量性第三节 恒定角速度 推导恒定角加速度的各个角量之间关系式，与恒定线加速度情况下的推导相似。参考第二章。第四节 力矩 门的角加速度正比于力和杠杆臂乘积。此乘积称为此力相对于该轴的矩，或称为力矩，用表示铰链把手一般地，相对于所给轴的力矩大小为：在旋转轴是固定时，通常设定使物体逆时针转动的力矩为正，反之为负。例10-7 复合轮的力矩 两个薄园盘轮，半径分别是RA=30cm和RB=50cm，被用通过它们中心的轴相互粘合在一起，如图所示。 计算由所示两个都是50N的力所产生的净力矩。Page 336第五节 转动动力学：力矩和转动惯量转动物体的角加速度正比于施加在它上面的净力矩，即设质量为m的质点做圆周运动