題解剛體的定軸轉(zhuǎn)動和角動量守恒資料講解

1、題解剛體的定軸轉(zhuǎn)動和角動量守恒1 1、轉(zhuǎn)動中的功、轉(zhuǎn)動中的功1212123、剛體的重力勢能：、剛體的重力勢能：三、轉(zhuǎn)動慣量三、轉(zhuǎn)動慣量JJ平行軸定理平行軸定理1212作業(yè)：一、作業(yè)：一、4，6，9二、二、8作業(yè)二：作業(yè)二：2 2、3 3、4 4、6 6、8 8、綜合應(yīng)用：綜合應(yīng)用：1、定律、定律+牛頓第二定律牛頓第二定律作業(yè)：二：作業(yè)：二：5、7、三：、三：2、3、4、52、定律、定律+運(yùn)動學(xué)運(yùn)動學(xué)作業(yè)：二：作業(yè)：二：9、三：、三：1應(yīng)用：應(yīng)用：轉(zhuǎn)動定律應(yīng)用合外力矩合外力矩 應(yīng)由各分力矩進(jìn)行合成應(yīng)由各分力矩進(jìn)行合成 。 在定軸轉(zhuǎn)動中，可先設(shè)一個(gè)正軸向（或繞向），若分力在定軸轉(zhuǎn)動中，可先設(shè)一個(gè)正

2、軸向（或繞向），若分力矩與此向相同則為正，反之為負(fù)。矩與此向相同則為正，反之為負(fù)。合外力矩合外力矩 與合角加速度與合角加速度 方向一致。方向一致。剛體所受的對某剛體所受的對某定軸的合外力矩定軸的合外力矩對該軸的對該軸的轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)動慣量剛體獲得的剛體獲得的角加速度角加速度1受力分析、求合力矩受力分析、求合力矩2 2由定律列方程由定律列方程步驟：步驟：角動量角動量角動量定理角動量定理 當(dāng)剛體所受的合外力矩當(dāng)剛體所受的合外力矩 等于零時(shí)，等于零時(shí)， 剛體的角動量剛體的角動量 保持不變。保持不變。角動量守恒角動量守恒作業(yè)：二、101 1、判斷守恒條件、判斷守恒條件、應(yīng)用定律列方程、應(yīng)用定律列方程作業(yè)：

3、一、作業(yè)：一、2 2、1212、作業(yè)：一、作業(yè)：一、1313、1414、1515、1616作業(yè)：二、作業(yè)：二、1111、1212、1313、1414、1515、剛體的機(jī)械能守恒剛體的機(jī)械能守恒補(bǔ)充：補(bǔ)充：歸納物棒問題大學(xué)物理學(xué)練習(xí)題題解大學(xué)物理學(xué)練習(xí)題題解Ch5 Ch5 剛體轉(zhuǎn)動和角動量守恒剛體轉(zhuǎn)動和角動量守恒 題解題解一、選擇題2、C1、C4、BANGABcossin2AAlBlmgANNA以 為轉(zhuǎn)軸，力矩平衡：N端對墻壁的壓力大小3、A5、C剛體對軸轉(zhuǎn)動慣量的概念6、C211111222221212121:;:;0()()mmmm gTm amTm gm aaTTmm amm gTT 對對

4、其中221;2ABABJmRR dmJJ 7、B9、D關(guān)鍵是力的作用點(diǎn)是否在同一點(diǎn)10、C221()niiJm rmr21;ni iiJmr在細(xì)圓環(huán)上每個(gè)質(zhì)量元離軸半徑相等8、A,zMJ取棒與豎直方向夾角1sin2mglJ隨著 減小， 減小，但 增大12、C13、C14、C003JJ15、A20JJmR角動量守恒22)3(mlmlmvl11、B16、B21123mvLmvLML17、B18、B2;345 ;k rijk vr 二、填空題1、2dardt被動輪： 2/ 50.54200art主動輪：轉(zhuǎn)過圈3、21;2/2zMJTRMRaTMaR 4、20.5zMJFrJkgJmmvd2、5、GT

5、T;mgTma T rJar TT2/()mgrJmr聯(lián)解得：6、2coszMJmglmlGllg /, 00lg 2/,6007、2:;:;1:;2AABBBBAA Tm a B m gTm aC T RT RmRaR/(0.5)BABCm gmamm聯(lián)解得：ATABaBTBG8、112/2222niiMMllMMMmgmgmgl222;2 ( )( )2 /(34)3/22llMJJmmmgll9、200/()3/ 9kJ時(shí)002 /(/3)tJk時(shí)阻力矩阻力矩2kM由剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律得由剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律得JkM2Jk/2Jkdtd/2dtJkd2dtJkdt020tJk011兩端積分

6、兩端積分得得得得10、2221)3()32(lmlmJJJ)32(lv對質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)JL mvlL 11、2121223(13)lm vmlumm umllv角動量守恒：12、22001(2);,2 /52JmRJJMR1.23.77(/ )rad s13、2003/()22)2llmvJmvl14、1012210() ;2/3JJJJJ15、2020212() )336343llmmvvMlmMm三三|計(jì)算題計(jì)算題1、 （1）因阻力矩恒定t0sradt/5 . 00（2）由轉(zhuǎn)動定理得mNJM25. 0|（3）因阻力矩恒定radtt7521202、Tmg設(shè)輪軸的轉(zhuǎn)動慣量為J受力分析如圖對

7、輪軸應(yīng)用轉(zhuǎn)動定理JTr TrT對物體應(yīng)用牛頓第二定律maTmgra 又221ats 解之得解之得) 12/(22sgtmrJ3、TrTTmg1Tmg（1）設(shè)A物體向下運(yùn)動1a2a1T1T對輪組應(yīng)用轉(zhuǎn)動定理JrTrT21對物體應(yīng)用牛頓第二定律11maTmgAB2mamgTra 1ra22解之得smrg/3 .10192負(fù)號表示運(yùn)動方向與所設(shè)方向相反2）物體A上升hav|212ra 1smv/9077. 0sradrv/077. 9TRTTmg4、設(shè)輪軸的轉(zhuǎn)動慣量為J對輪軸應(yīng)用轉(zhuǎn)動定理JMTRf對物體應(yīng)用牛頓第二定律maTmgRa 221ats fa222)2(RtsJMRtsgmf當(dāng) 時(shí)1mm

8、212112)2(RtsJMRtsgmf當(dāng) 時(shí)2mm 222222)2(RtsJMRtsgmf2322212222111006. 1)11(2)2()2(mkgttRsRtsgmRtsgmJ又Nafgm22T N2Tmg1Ta1Tgm15、（1）用隔離體法，受力分析如圖對物體1、和2，由牛頓運(yùn)動定律amTgm111amNT22對滑輪，應(yīng)用轉(zhuǎn)動定律JrTrT21并利用關(guān)系ra grJmmmma22121 gmrJmmrJmmT12212221 gmrJmmrJmmT22212112 )43(3104322lmMllmv6、 設(shè)子彈與棒合為一體時(shí)棒還未偏離豎直位置設(shè)子彈與棒合為一體時(shí)棒還未偏離豎直位置在子彈與棒的作用過程中在子彈與棒的作用過程中M=0系統(tǒng)的角動量守恒系統(tǒng)的角動量守恒lmMmv)2716(36（2）子彈與棒一起上升至最大偏角的過程中僅重力作功，）子彈與棒一起上升至最大偏角的過程中僅重力作功，機(jī)械能守恒（重力勢能零點(diǎn)為機(jī)械能守恒（重力勢能零點(diǎn)為3l/4處）。處）。4)43(3121222lMglmMl)c