转动定律讲解.ppt
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1、第四章第四章 刚体的定轴转动刚体的定轴转动大学物理学大学物理学4 2 力矩力矩 转动定律转动定律 转动惯量转动惯量 问:问:在质点问题中,我们将物体所受的力均作在质点问题中,我们将物体所受的力均作用于同一点,并仅考虑力的大小和方向所产生的作用于同一点,并仅考虑力的大小和方向所产生的作用;在刚体问题中,我们是否也可以如此处理用;在刚体问题中,我们是否也可以如此处理?力力的作用点的位置对物体的运动有影响吗的作用点的位置对物体的运动有影响吗?圆盘静止不动圆盘静止不动圆盘绕圆心转动圆盘绕圆心转动力矩力矩可以反映力的作用点的位置对物体运动的影响可以反映力的作用点的位置对物体运动的影响.第四章第四章 刚体
2、的定轴转动刚体的定轴转动大学物理学大学物理学4 2 力矩力矩 转动定律转动定律 转动惯量转动惯量P*O力臂力臂:转轴到力作用线的垂直距离转轴到力作用线的垂直距离 刚体绕刚体绕 O z 轴旋转轴旋转,力力 作用在刚体上点作用在刚体上点 P,且在转动平面内且在转动平面内,为由点为由点O 到力的作用点到力的作用点 P 的径的径矢矢.对转轴对转轴 Z 的力矩的力矩 一一 力矩力矩 大小大小:力矩是矢量力矩是矢量 方向方向:的方向的方向 规定转动正方向规定转动正方向,力矩使刚体绕力矩使刚体绕正方向转动正方向转动,M 取正取正,反之取负。反之取负。对于对于定轴转动定轴转动;单位单位:第四章第四章 刚体的定
3、轴转动刚体的定轴转动大学物理学大学物理学4 2 力矩力矩 转动定律转动定律 转动惯量转动惯量O讨论讨论 3)若力若力 不在转动平面内,把力分解为平行和垂不在转动平面内,把力分解为平行和垂直于转轴方向的两个分量直于转轴方向的两个分量 4)合)合力矩等于各分力矩的力矩等于各分力矩的矢量和矢量和 其中其中 对转轴的力对转轴的力矩为零,故矩为零,故 对转轴的对转轴的力矩力矩定轴转动定轴转动:(规定转动:(规定转动正方向)正方向)1)与转轴平行的力对转轴不产生力矩与转轴平行的力对转轴不产生力矩;2)与转轴垂直但通过转轴的力对转轴不产生力矩;与转轴垂直但通过转轴的力对转轴不产生力矩;第四章第四章 刚体的定
4、轴转动刚体的定轴转动大学物理学大学物理学4 2 力矩力矩 转动定律转动定律 转动惯量转动惯量5)刚体内作用力和刚体内作用力和反反作用力的力矩互相作用力的力矩互相抵消抵消O结论结论:刚体内各质点间的作用力对转轴的合内力矩为零:刚体内各质点间的作用力对转轴的合内力矩为零.第四章第四章 刚体的定轴转动刚体的定轴转动大学物理学大学物理学4 2 力矩力矩 转动定律转动定律 转动惯量转动惯量二二 转动定律转动定律O 转动惯量转动惯量第四章第四章 刚体的定轴转动刚体的定轴转动大学物理学大学物理学4 2 力矩力矩 转动定律转动定律 转动惯量转动惯量 转动惯量转动惯量:刚体上各质点的质量与各质点到转轴距离平方的
5、刚体上各质点的质量与各质点到转轴距离平方的乘积之和乘积之和.质量连续分布质量连续分布 刚体定轴转动的角加速度与它所受的刚体定轴转动的角加速度与它所受的合外力矩合外力矩成正比成正比,与,与刚体的刚体的转动惯量转动惯量成反比成反比.转动定律转动定律 转动惯量的大小取决于刚体的转动惯量的大小取决于刚体的质量质量、形状形状及及转轴的位置转轴的位置.转动定律地位与质点动力学中牛顿第二定律相当。转动定律地位与质点动力学中牛顿第二定律相当。质量离散分布质量离散分布 质量元质量元:体体面面线线 转动惯量是转动惯量是描述刚体转动惯性大小的物理量描述刚体转动惯性大小的物理量.单位:单位:kgm2合外力矩和转动惯量
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