普通物理学 祝之光 总第三章.pdfVIP

石家庄学院普通物理讲义祝之光第三章刚体的定轴转动主讲教师吴海滨

第三章刚体的定轴转动

3-1刚体的定轴转动

教学要求：掌握描述刚体定轴转动的角位移、角速度和角加速度等概念

掌握力对固定转轴的力矩的计算方法，了解转动惯量的概念

理解刚体定轴转动的动能定理和刚体服从质点组的功能转换关系.

一刚体及刚体定轴转动

1、刚体：在外力作用下，形状和大小都不发生变化的物体（任意两质点间距离保持不变的特

殊质点组）.

2、刚体的运动形式：平动、转动.

平动：刚体中所有点的运动轨迹都保持完全相同.

转动：刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运动.

3、刚体的定轴转动

（1）定轴转动

转动分定轴转动和非定轴转动.

转轴不动,刚体绕转轴运动叫刚体的定轴转动；

垂直于转轴的平面叫转动平面.

（2）描述刚体定轴转动的物理量

角坐标:(t)

角位移:(tt)(t)

d

角速度:lim

t0d

tt

d

角加速度:

dt

定轴(OZ轴)条件下，由OZ轴正向俯视，逆时针转向的,和取正，顺时针取负.

三刚体定轴转动的力矩和力矩的功

1力矩

定轴转动的刚体起作用的力矩，是力矩沿转轴的分量.讨论的外力认为是处于转动平面内的.

转轴Z的力矩



刚体绕Oz轴旋转,O为轴与转动平面的交点，力F作用在刚体上点P,且在转动平面内,



r为由点O到力的作用点P的位矢.

MFrsinFd

2力矩作功



vvvvv

FFFFF

dWFdrFcosdsddFFtt



：，：之间的夹角；

F、drF、r



odr

且有：90即：cossin

