大学物理课件刚体的定轴转动习题课.ppt
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1、目的与要求:目的与要求:一、掌握转动惯量的物理意义。一、掌握转动惯量的物理意义。 二、确切理解力矩,掌握刚体二、确切理解力矩,掌握刚体定轴转动定律。定轴转动定律。 三、掌握角动量的概念及角动三、掌握角动量的概念及角动量守恒定律,明确角动量守恒定量守恒定律,明确角动量守恒定律的应用条件,并用来解决具体律的应用条件,并用来解决具体问题。问题。 题1 如如图所示,两物体所示,两物体质量分量分别为m1和和m2,定,定滑滑轮的的质量量为m,半径,半径为r,可,可视作均匀作均匀圆盘。已。已知知m2与桌面与桌面间的滑的滑动摩擦系数摩擦系数为k,求,求m1下落的下落的加速度和两段加速度和两段绳子中的子中的张力
2、各是多少?力各是多少?设绳子和滑子和滑轮间无相无相对滑滑动, , 滑滑轮轴受的摩擦力忽略不受的摩擦力忽略不计。yxoz1解:解: 对m1,由牛,由牛顿第二定律第二定律 对m2,由牛,由牛顿第二定律第二定律 对滑轮,用转动定律对滑轮,用转动定律 设绳在滑轮上不打滑,则有线量与角量的关系设绳在滑轮上不打滑,则有线量与角量的关系 联立解以上立解以上诸方程,可得方程,可得题2 飞轮的的质量量m60 kg,半半径径r0.25m,绕其其水水平平中中心心轴O转动,转速速为900rev.min-1。现有有一一制制动用用的的轻闸杆杆,尺尺寸寸如如图所所示示,一一端端施施力力F,已已知知闸瓦瓦与与飞轮之之间的的摩
3、摩擦擦系系数数=0.4,飞轮的的转动惯量可按匀量可按匀质圆盘计算;算;(1)设F=100N,问可使可使飞轮在多在多长时间内停止内停止转动?在这段时间里,飞在这段时间里,飞轮转了几转?轮转了几转? (2)如要在)如要在2S内使内使飞轮转速减速减为一半,需加多大一半,需加多大的制的制动力力F?解解 (1)先作)先作闸杆和杆和飞轮的受力分析的受力分析图(下(下图)。)。图中中N、N是正是正压力,力,Fr、 是摩擦力,是摩擦力,Fx和和Fy是杆在是杆在A点点转轴处所所受的支承力,受的支承力,P是是轮的的重力,重力,R是是轮在在O轴处所受的支承力。所受的支承力。z杆杆处于静止状于静止状态,所以,所以对A
4、点的合力矩点的合力矩应为零,零,设闸瓦厚度不瓦厚度不计,则有有对飞轮,按,按转动定律定律 又又 (1) 带入上式,得带入上式,得 由此可算出自施加制动力开始到飞轮停止转动的时由此可算出自施加制动力开始到飞轮停止转动的时间为间为这段段时间内内飞轮的角位移的角位移为 这段时间内转了这段时间内转了53.1圈。圈。用用 的关系,可求出所需的制的关系,可求出所需的制动力力为式(式(1)(2) ,要求,要求飞轮转速在速在内减少一半,可知内减少一半,可知 ( () )1srad602900- -= =p pw wo ( () )( () )(.N177275050040021550025060ll2mrlF
5、211= =+ += =+ +- -= =p pm mb b 题3 一个一个质量量为M、半径、半径为R并以角速度并以角速度旋旋转着着的的飞轮(可看作匀(可看作匀质圆盘),在某一瞬),在某一瞬时突然有一突然有一片片质量量为m的碎片从的碎片从轮的的边缘上上飞出,出,见图。假定。假定碎片脱离碎片脱离飞轮时的瞬的瞬时速度方向正好速度方向正好竖直向上,直向上, (1) 问它能上升多高?它能上升多高?(2) 求余下部分的角速度、角求余下部分的角速度、角动量量和和转动动能。能。 解:解: (1)碎片离)碎片离盘瞬瞬时的的线速度即是它上升速度即是它上升的初速度的初速度 设碎片上升高度碎片上升高度h时的速度的速
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- 关 键 词:
- 大学物理 课件 刚体 转动 习题