2021-2022學年高二物理競賽課件：剛體定軸轉(zhuǎn)動習題（13張PPT）_第1頁
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1、剛體定軸轉(zhuǎn)動習題設(shè)陀螺質(zhì)量為m，以角速度自轉(zhuǎn)。重力對固定點O的力矩：繞自身軸轉(zhuǎn)動的角動量：由角動量定理的微分式：顯然，時刻改變方向而大小不變進動。陀螺的進動 mgO進動角速度：dO由圖可知 由角動量定理：陀螺陀螺的進動角速度：2. 進動軸通過定點且與外力平行。1. p 與 有關(guān)，與無關(guān)。3. 進動方向決定于外力矩和自轉(zhuǎn)角速度的方向。4. 較小時， 有周期性變化，稱為章動。說明 回轉(zhuǎn)效應的應用：炮筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式來復線等。 dO改變方向，情況如何？ mgO1.車輪的旋進（演示）討論：改變 的方向，旋進方向是否改變？改變配重 ，對旋進有什么影響？用外力矩加速（或阻礙）旋進，會發(fā)生什么現(xiàn)象？2、炮彈的旋

2、進（錄像）c3. 回轉(zhuǎn)效應產(chǎn)生附加力矩： 輪船轉(zhuǎn)彎時，渦輪機軸承要承受附加力。 附加力可能造成軸承的損壞，附加力矩也可能造成翻船事故。 三輪車拐彎時易翻車（內(nèi)側(cè)車輪上翹）。左轉(zhuǎn)dLMMdt =dL附加力附加力軸承M左轉(zhuǎn)彎的力矩LdLL 地球轉(zhuǎn)軸的旋進，歲差 隨著地球自轉(zhuǎn)軸的旋進，北天極方向不斷改變。北極星3000年前 小熊座 現(xiàn)在 小熊座 12000年后 天琴座 （織女）T = 25800年C1C2F1F2太陽赤道平面黃道平面地球北天極地軸L地球自轉(zhuǎn)角動量（F1F2 ）M地球自轉(zhuǎn)軸旋進地軸旋進旋進周期25800年秋分點春分點西分點每年在黃道上西移50.2太陽年（回歸年）：太陽由春分秋分春分恒星年（時間長）：地球繞太陽一周的時間歲差（precession）歲差 = 恒星年 太陽年 = 20分23秒北半球南半球黃道面赤道面太陽東當旋進發(fā)生后，總角速度 只有剛體高速自轉(zhuǎn)時，才有 這時也才有 和以上 的表示式。 當考慮到 對 的貢獻時，自轉(zhuǎn)軸在旋進中還會出現(xiàn)微小的上下的周期性擺動，運動叫章動（nutation）。這種牛頓力學全部結(jié)束AO質(zhì)點的運動規(guī)律和剛體定軸轉(zhuǎn)動規(guī)律的對比(一)質(zhì)點的運動剛體的定軸轉(zhuǎn)動速度角速度加速度角加速度質(zhì)量m, 力F轉(zhuǎn)動慣量 ,力矩M力的功力矩的功動能轉(zhuǎn)動動能勢能質(zhì)心勢能質(zhì)點的運動規(guī)律和剛體定軸轉(zhuǎn)動規(guī)律的對比(二)質(zhì)點的運動剛體的定軸轉(zhuǎn)動運動定律轉(zhuǎn)動定律

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