2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：剛體的運(yùn)動(dòng)的習(xí)題課

1、剛體的運(yùn)動(dòng)的習(xí)題課件例 在光滑水平桌面上放置一個(gè)靜止的質(zhì)量為 M、長(zhǎng)為 2l 、可繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的細(xì)桿，有一質(zhì)量為 m 的小球以速度 v0 與桿的一端發(fā)生完全彈性碰撞，求小球的反彈速度 v 及桿的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 。解：在水平面上，碰撞過(guò)程中系統(tǒng)角動(dòng)量守恒，（1）例 一勻質(zhì)細(xì)棒長(zhǎng)為2L，質(zhì)量為m。以與棒長(zhǎng)方向相垂直 的速度 V0在光滑水平面內(nèi)平動(dòng)時(shí)與前方一 固定的光滑支點(diǎn)O發(fā)生完全非彈性 碰撞。碰撞點(diǎn)位于棒中心的一方L/2處，如圖所示。 求棒在碰撞后的瞬時(shí)繞 O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度解：碰撞前后角動(dòng)量守恒 。 計(jì)算碰撞前瞬時(shí)，桿 對(duì)點(diǎn)o的角動(dòng)量大小 棒上所有點(diǎn)角速度不同 但有相等的平動(dòng)速度。 在棒上任意處取質(zhì)

2、量元特點(diǎn)： 棒上所有點(diǎn)平動(dòng)速度不 同，但有相等的角速度。 計(jì)算碰撞后瞬時(shí)，桿對(duì) 點(diǎn)的角動(dòng)量大小 結(jié)論： 特點(diǎn)：解：盤和人為系統(tǒng)，角動(dòng)量守恒。設(shè)： 分別為人和盤相對(duì)地 的角速度，順時(shí)針為正向.順時(shí)針向 例： 質(zhì)量 ，半徑 的均勻圓盤可繞過(guò)中心的光滑豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng). 在盤緣站一質(zhì)量為 的人，開(kāi)始人和盤都靜止，當(dāng)人在盤緣走一圈時(shí)，盤對(duì)地面轉(zhuǎn)過(guò)的角度.m (黏土塊) yxhPOM光滑軸均質(zhì)圓盤（水平）R例如圖示，求：碰撞后的瞬刻盤 P 轉(zhuǎn)到 x 軸時(shí)盤 解：m下落：(1) mPhv對(duì)（m +盤），碰撞中重力對(duì)O 軸力矩可忽略，(2) 已知：h，R，M=2m，=60系統(tǒng)角動(dòng)量守恒： (3) 對(duì)（m +

3、M +地球）系統(tǒng)，mmgOMR令P、x 重合時(shí) EP = 0，則： (5)由(3)(4)(5)得：由(1)(2)(3)得： (4)只有重力作功，E守恒。（m +盤）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量例. 試證（1）半徑和質(zhì)量都相同的實(shí)心圓柱體、圓筒和實(shí)心球，沿同一斜面、同一高度從靜止純滾動(dòng)地滾下時(shí)，它們到達(dá)底部的次序是：實(shí)心球最先，圓柱體次之，圓筒最后； （2）不同質(zhì)量、不同半徑的均勻?qū)嵭膱A柱體在斜面上滾下時(shí)質(zhì)心具有同一加速度。證一：機(jī)械能守恒考慮到純滾動(dòng)：質(zhì)心速度所以得因?yàn)樗约吹米C證二：由上述結(jié)論質(zhì)心速度質(zhì)心加速度因?yàn)樗缘眉匆蚨信c m 、R 無(wú)關(guān)，得證質(zhì)心的動(dòng)能整體隨質(zhì)心運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)能克尼希定理:若S 系為質(zhì)心系，則 又一次看到質(zhì)心系的特殊地位范德瓦耳斯方程的等溫線和真實(shí)氣體的等溫線 對(duì)壓強(qiáng)不太高（500 atm)，溫度不太低的真實(shí)氣體，范德瓦耳斯方程是一個(gè)很好的近似。過(guò)冷蒸氣云室過(guò)熱液體氣泡室臨界點(diǎn)由臨界條件