文档介绍：ROTATIONAL MECHANICS OF RIGID BODIES (一)熟练掌握描述刚体定轴转动的四个物理量------ 角坐标、角位移、角速度和角加速度。(二)掌握力矩和转动惯量的概念,掌握转动惯量的计算和平行轴定理,熟练掌握刚体定轴转动的转动定律。基本要求: (三)理解力矩的功和转动动能的概念,熟练掌握刚体定轴转动的动能定理、功能原理和机械能守恒定律。(四)掌握角动量的概念,熟练掌握角动量定理和角动量守恒定律。一. 刚体(rigid body) § 4-1 刚体的定轴转动力学抽象模型: 有一定形状和大小, 不会发生形变的物体。 ---- 刚体内各点都绕同一直线作圆周运动。定轴: 转轴固定。如:吊扇,门窗等。非定轴: 转轴随时间而变化。 1 .平动---- 刚体内任一条直线方向不变。特征:可用刚体上任意点的运动为代表(质点)。二. 刚体的运动 ---- 可分解成平动和转动。如:自行车轮. ------ 三. 描述刚体定轴转动的物理量???dt d??? dt d??????R dt dv aRR vaRv t n????? 2 2 ??v R ( moment of force ) : 力矩=力?力臂? sin Fr dFM???§ 4-2 力矩转动定律 :决定刚体转动的物理量。表明力的大小、方向和作用点对物体转动的影响。 Frd ? FrM??二. 转动定律 F ir if i? i? i iiiiamfF ?????????? ii itiiiii iniiiiirmam fF am fF?????? sin sin cos cos 切向力矩为零法向由牛顿第二定律: 刚体中任一质元 m i ,受外力 F i内力 f i与矢径 r i夹角分别为? i和? i内力力矩外力力矩切向?????? 2 sin sin sin sin iiiiiiii ii itiiiiirmrfrF rmamfF????? F ir if i? i? i??? 2 sin sin ii iiii iiii irm rfrF???????? 2 sin sin ii iiii iiii irm rfrF?????合外力矩内力成对 M rF rf iii i iii i?????? sin 0 sin (若力不在与轴垂直的平面内,可先投影,结果相同.) F ir if i? i? i ???)( 2ii irm M??