高二物理競賽定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的功能關(guān)系課件

§3-3定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的功能關(guān)系一、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能zOP?單質(zhì)元?jiǎng)幽埽簞傮w的總動(dòng)能：轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能是轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各個(gè)質(zhì)元?jiǎng)幽苤?，而不是一種新能量。說明二、力矩作功O力矩作功的微分形式對(duì)一有限過程若

M=恒量(積分形式）?.P說明對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)物體，力做的功力矩的功三、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理對(duì)于一有限過程定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理：合外力矩對(duì)剛體所作的功等于剛體轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的增量。例3-9一質(zhì)量為M，半徑R的圓盤，盤上繞由細(xì)繩，一端掛有質(zhì)量為m的物體。問物體由靜止下落高度h時(shí)，其速度為多大？mgTmMm解：解得：四、剛體的機(jī)械能守恒定律1.剛體重力勢能

剛體的機(jī)械能剛體的機(jī)械能質(zhì)心的勢能?2.剛體的機(jī)械能守恒定律剛體作為特殊的質(zhì)點(diǎn)組，滿足質(zhì)點(diǎn)組的機(jī)械能守恒定律例3-10

一質(zhì)量為m，長為l的均質(zhì)細(xì)桿，轉(zhuǎn)軸在o點(diǎn)，距A端l/3。今使棒從靜止開始由水平位置繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，求：垂直位置時(shí)的角速度coBA（選細(xì)桿、地球作為系統(tǒng)）由機(jī)械能守恒：h勢能零點(diǎn)解：一、課題引入§3-4剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定律問題：花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員為什么把雙臂和腿時(shí)而展開，時(shí)而收攏？zow二、剛體對(duì)定軸的角動(dòng)量質(zhì)元mi繞z軸的角動(dòng)量：剛體的角動(dòng)量：三、剛體的角動(dòng)量定理由定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律，若保持不變，則：合外力矩對(duì)剛體的沖量矩等于剛體角動(dòng)量的增量。沖量矩角動(dòng)量的增量四、剛體的角動(dòng)量守恒定律角動(dòng)量守恒定律：剛體所受合外力矩為零，則剛體的角動(dòng)量保持不變。物體系的角動(dòng)量守恒：

對(duì)有幾個(gè)物體或質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的系統(tǒng)，若整個(gè)系統(tǒng)所受對(duì)同一轉(zhuǎn)軸的合外力矩為零，則整個(gè)物體系對(duì)該轉(zhuǎn)軸的總角動(dòng)量守恒。四、角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用收攏身體伸展身體解釋引入課題的問題:例3-11

質(zhì)量為M，半徑為R的轉(zhuǎn)臺(tái)，可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)質(zhì)量為m的人站在臺(tái)的邊緣上。初始時(shí)人、臺(tái)都靜止。如果人相對(duì)于臺(tái)沿邊緣奔跑一周，問：相對(duì)于地面而言，人和臺(tái)各轉(zhuǎn)過了多少角度？解：人：臺(tái)：角動(dòng)量守恒：人相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度：人跑一周所需的時(shí)間：人：臺(tái)：例3-12

質(zhì)量為M，長為2l的均質(zhì)細(xì)棒，在豎直平面內(nèi)可饒中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開始棒處于水平位置，一質(zhì)量為m的小球以速度u垂直落到棒的一端上。設(shè)為彈性碰撞。求碰后小球的回跳速度v以及棒的角速度。ou解：由系統(tǒng)角動(dòng)量守恒機(jī)械能守恒例3-13

一長為l，質(zhì)量為M的桿可饒支點(diǎn)o自由轉(zhuǎn)動(dòng)。一質(zhì)量為m，速度為v的子彈射入距支點(diǎn)為a的棒內(nèi)。若棒偏轉(zhuǎn)角為30°。問子彈的初速度為多少。解：角動(dòng)量守恒：機(jī)械能守恒：oal30°例3-14一輕繩繞過一質(zhì)量為m/4，半徑為R的滑輪（質(zhì)量均勻分布在輪緣上），人