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请各班同学到课代表处登记参观物理演示厅的时间。本班为第六周参观，周二、四、五三个晚上任选一个。课代表本周四将名单交给我。,通知,2010-3-23,NO.4-1,Chapter4RotationofRigidBody,你能回答下列现象吗?,（1）花样滑冰运动员为何会越转越快？,（3）转动的车轮为何不会掉下？,（2）向前拉绳子，滚轮一定向前滚动吗？,从三个方面讨论：,（1）运动学（状态量）；,（2）动力学（转动定律）;,内容目录,1.刚体,3.力矩,4.刚体的转动定律,2.刚体定轴转动的状态量,5.转动惯量,1.刚体（RigidBody）,一.刚体的运动（MotionofRigidBody）,受力时大小和形状保持不变的物体；,质量连续分布的质量元，受力时各质元之间的相对位置不变。,2.刚体的运动（MotionofRigidBody）,平动（translation）,转动（rotation）,平面平行运动（滚动）,定点转动（fixedpointrotation）,定轴转动（fixedaxisrotation）,planartranslation（roll）,3.刚体的定轴转动,（1）状态参量,angularcoordinate,=d/dt,=d/dt,angularvelocity,angularacceleration,刚体的角速度方向与其转动方向遵循右手定则！,一.刚体的运动（MotionofRigidBody）,3.刚体的定轴转动,（2）匀加速转动（Rotationwithconstantangularacceleration）,质点匀变速直线运动,刚体绕定轴作匀变速转动,一.刚体的运动（MotionofRigidBody）,（3）角量和线量的关系（Relationshipbetweenangularquantityandlinearquantity）,一.刚体的运动（MotionofRigidBody）,3.刚体的定轴转动,例1：,高速旋转圆柱形转子可绕垂直其横截面通过中心的轴转动开始时，它的角速度经300s后，其转速达到18000rmin-1转子的角加速度与时间成正比问在这段时间内，转子转过多少转？,1.力矩（Torque）,二.刚体转动定律,对转轴Z的力矩,说明：,（1）当外力平行于转轴或力的作用线通过转轴时，力对转轴的力矩为。,（2）对定轴转动来说，只有参考平面内的力对转动轴有力矩。,零,（3）刚体内各质点间的作用力对转轴的合内力矩为。,零,（4）合外力矩等于各个分力矩的矢量和。,二.刚体转动定律,1.力矩（Torque）,例2：,有一大型水坝高110m、长1000m,水深100m，水面与大坝表面垂直，如图所示.求作用在大坝上的力，以及这个力对通过大坝基点Q且与x轴平行的力矩.,theLawofRotation:,3.转动惯量（MomentofInertia）,转动惯量：（MomentofInertia）,质量连续分布刚体的转动惯量：,：质量元,单位：kgm2,2.转动定律（TheLawofRotation）,取决于刚体的质量、质量对轴的分布、转轴的位置；,二.刚体转动定律,一质量为、长为的均匀细长棒，求通过棒中心并与棒垂直的轴的转动惯量.,例3,平行轴定理,一质量为、半径为的均匀圆盘，求通过盘中心O并与盘面垂直的轴的转动惯量.,例4,一质量为、半径为的均匀球壳，求当以一直径为转轴的转动惯量.,例5,以球壳为质量元，可以很快得到均匀球体（m，R）的转动惯量为,应用刚体转动定律的基本方法和步骤：,求解联立方程,分析力，确定外力矩,列出转动定律和牛顿定律方程,列出线量和角量之间的关系式,隔离物体法,例6,质量为的物体A静止在光滑水平面上，和一质量不计的绳索相连接，绳索跨过一半径为R、质量为的圆柱形滑轮C，并系在另一质量为的物体B上.滑轮与绳索间没有滑动，且滑轮与轴承间的摩擦力可略去不计.问：（1）两物体的线加速度为多少？水平和竖直两段绳索的张力各为多少？（2）物体B从静止落下距离时，其速率是多少?,例7,一长为质量为匀质细杆，可绕其一端的光滑水平固定轴转动.将杆从水平位置静止释放，求细杆转动角时的角加速度和角速度.,思考：此时棒受到轴的约束力的大小和方向.,今日作业,410,11，14，18,3-35,作业讲评：,（1）对桩应用动能定理,（2）锤接触桩之前的速度为,由锤和桩碰撞前后系统动量守恒,对锤和桩系统应用动能定理,（3）方法同（2）,3-37,作业讲评：,由质心运动定律,由,由,得,1.Torque,二.LawofFixed-axisRotationofRigidBody,讨论：,杂技表演中竿子长些还是短些较安全？,Ex8.均匀细棒OA可绕通过其一段O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示。今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆到竖直位置的过程中，下述说法正确的是（）,（A）角速度从小到大，角加速度不变,（B）角速度从大到小，角加速度从小到大,（C）角速度从小到大，角加速度从大到小,（D）角速度不变，角加速度为零,O,A,Ex3.关于力矩有以下几种说法：,（3）质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的运动状态一定相同。,对上述说法，下列判断正确的是（）,（A）只有（2）正确,（B）（1）、（2）正确,（1）对某个定轴转动刚体而言，内力矩不会改变刚体的角加速度；,（2）一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零；,（C）（2）、（3）正确,（D）（1）、（2）、（3）都正确,
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