大物第六七节习题册答案课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、练习51 质量为m=0.5kg质点,在Oxy坐标平面内运动,其运动方程为 ,从t=2s到t=4s这段时间内,外力对质点作功为 ()(A)1.5J (B)3J (C)4.5J (D)-1.5答案:B解析:第1页2 一质点在几个外力同时作用下运动时,下述哪种说法正确?()(A)质点动量改变时,质点动能一定改变。(B)质点动能不变时,质点动量也一定不变。(C)外力冲量是零,外力功一定为零。(D)外力功为零,外力冲量一定为零。解析:结果为C 第2页3 质量m=1kg物体,在坐标原点处从静止出发在水平面内沿x轴运动,其所受协力方向与运动方向相同,协力大小为F=3+2x(SI),那么,物体在开始运动3m内
2、,协力所作功W=;且x=3m时,其速率v=解析:第3页4 光滑水平面上有一质量为m物体,在恒力 作用下由静止开始运动,则在时间t内,力 做功为 。设一观察者B相对地面以恒定速度 运动,方向与 方向相反,则他测出力 在同一时间t内做功为 解析:第4页5 如图所表示,一质量为m物体A放在一与水平面成 角固定光滑斜面上,并系于一劲度系数为k轻弹簧一端,弹簧另一端固定。设物体沿斜面运动中,在平衡位置处初动能为 ,以弹簧原优点为坐标原点,沿斜面向下为x轴正向,试求:(1)物体A处于平衡位置时坐标 (2)物体A在弹簧伸长x时动能表示式。解:(1)第5页(2)取弹簧原优点为弹性势能和重力势能零点。平衡位置处
3、系统机械能 伸长x处系统机械能 由机械能守恒定律 解出 第6页6 6 构想有两个自由质点,其质量分别为构想有两个自由质点,其质量分别为m1m1和和m2m2,它们之间相互作用符合,它们之间相互作用符合万有引力定律。开始时,两质点间距离为万有引力定律。开始时,两质点间距离为l l,它们都处于静止状态,它们都处于静止状态 试求试求当它们距离变为当它们距离变为1/2 l1/2 l时,两质点速度各为多少?时,两质点速度各为多少?解:两自由质点组成系统在本身引力场中运动时,系统动量和机械能均守恒。设两质点间距变为L/2时,它们速度分别为v1及v2则有 联立(1)(2)解得:(1)(2)第7页主要内容回顾主
4、要内容回顾刚体是指在任何情况下,都刚体是指在任何情况下,都没有形变没有形变物体。物体。刚体也是一个各质点之间无相对位置改变且质量连刚体也是一个各质点之间无相对位置改变且质量连续分布质点系。续分布质点系。1、刚体定义、刚体定义 第8页刚体最基本运动方式是:刚体最基本运动方式是:平动平动和和转动转动。刚体平动:若刚体内刚体平动:若刚体内任意两质元任意两质元连线在各连线在各 个时个时刻位置都和初始时刻位置保持平行。刻位置都和初始时刻位置保持平行。平动刚体可看成一个平动刚体可看成一个质点质点处理。处理。刚体转动:刚体上各个质元都绕同一直线作圆周运动。刚体转动:刚体上各个质元都绕同一直线作圆周运动。2、
5、刚体基本运动、刚体基本运动第9页3、刚体定轴转动、刚体定轴转动2)定轴转动角量描述刚体在定轴转动时,定义垂直于转轴平面为转动平面,这是刚体上各质点均在各自转动平面内作圆心在轴上圆周运动。1)定义若物体在运动过程中,其全部质元都绕某一直线作圆周运动,这种运动称之为转动。该直线称为转轴垂直于固定轴平面为垂直于固定轴平面为转动平面转动平面。第10页3)定轴转动)定轴转动特点特点(1)(1)每一质点均作圆周运动,圆面为转动平面;每一质点均作圆周运动,圆面为转动平面;(2)(2)角量描述是共性角量描述是共性全部质点都有相同角移全部质点都有相同角移 、(3)(3)角速度角速度 ,角加速度,角加速度 。(4
6、)(4)线性描述是个性线性描述是个性各质点线位移,线速度,线各质点线位移,线速度,线(5)(5)加速度与质点到轴距离成正比。加速度与质点到轴距离成正比。(6)(6)(3)(3)运动描述仅需一个角坐标运动描述仅需一个角坐标第11页 线量与角量关系:线量与角量关系:角位移角位移角速度角速度角加速度角加速度角量:角量:对于对于匀角加速转动匀角加速转动,则有:,则有:匀加速直线运动:匀加速直线运动:第12页4、刚体定轴转动转动定理、刚体定轴转动转动定理1)对点力矩:力矩是质点产生转动效应外在原因,力矩与参考系选择相关,其定义式为:式中 为参考点指向力作用点矢径。2)对轴力矩:对轴力矩是刚体转动状态发生
7、改变原因,即取得角加速度原因,对轴力矩定义式为|是力作用力到转轴距离,力矩方向只能沿着转轴方向。o m第13页3)力矩计算:力矩计算:M大小、方向均与参考点选择相关大小、方向均与参考点选择相关在直角坐标系中,其表示式为在直角坐标系中,其表示式为P*O第14页任一对作用力和反作用力(内力)对同点(同轴)任一对作用力和反作用力(内力)对同点(同轴)力矩之和为零:力矩之和为零:力对力对固定轴力矩为零固定轴力矩为零情况:情况:j第15页4)转动惯量)转动惯量定义:表征刚体转动惯性大小物理量,通惯用符号J表示。它定义式为:对于单个质点对于单个质点 质点系质点系 若物体质量连续分布若物体质量连续分布,上述
8、定义式中r均为所考查质点到轴距离。第16页()质量元选取:质量元选取:线分布线分布面分布面分布 体分布体分布(3)因为刚体是一个特殊质点系,即各质点之间无相对因为刚体是一个特殊质点系,即各质点之间无相对位移,即对于给定刚体其质量分布不随时间改变,故位移,即对于给定刚体其质量分布不随时间改变,故对于对于给定轴而言,刚体转动惯量是一个常数。给定轴而言,刚体转动惯量是一个常数。(1)刚体转动惯量刚体转动惯量 与刚体质量相关,与刚体质量相关,与刚体质量分布相关,与刚体质量分布相关,与轴位置相关。与轴位置相关。注意:第17页惯用转动惯量惯用转动惯量第18页5)转动定律)转动定律转动定律转动定律 刚体定轴
9、转动角加速度与它所受刚体定轴转动角加速度与它所受合外力矩合外力矩成正成正比,与刚体比,与刚体转动惯量转动惯量成反比成反比.其在定轴转动中地位与牛顿定律在质点其在定轴转动中地位与牛顿定律在质点运动中地位相当。运动中地位相当。平行轴定理平行轴定理CO第19页1 1)、刚体转动动能)、刚体转动动能 可见,刚体转动动能等于刚体转动惯量与角速度平方可见,刚体转动动能等于刚体转动惯量与角速度平方乘积二分之一。乘积二分之一。注意注意比较比较转动动能转动动能平动动能平动动能i质点动能质点动能整个刚体动能整个刚体动能 对对i求和求和回上页回上页下一页下一页回首页回首页 5、刚体定轴转动动能定理刚体定轴转动动能定
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