大学物理刚体部分知识点总结
刚体知识点总结
刚体知识点总结刚体是物理学中一个重要的概念，它是指在力的作用下形状和大小不会发生明显变化的物体。
在本文中，我们将从基本概念、刚体运动以及刚体的应用等几个方面来总结刚体的相关知识点。
1.刚体的基本概念刚体是指在外力作用下，保持形状和大小不变的物体。
它具有以下特点：–刚体的分子结构比较紧密，分子之间的相互作用力较大；–刚体的形状和大小不会随外力作用而发生变化；–刚体具有固定的质心，质心是刚体内各个质点的平均位置。
2.刚体的运动刚体可以进行平动和转动两种运动。
–平动指的是刚体的每一个质点都沿着相同的方向进行平行移动，它的质心也会做相应的平行运动。
–转动指的是刚体围绕某一轴线进行旋转，它的每一个质点都围绕轴线做圆周运动。
3.刚体的平衡刚体的平衡可以分为静平衡和动平衡两种情况。
–静平衡指的是刚体处于平衡状态，不受外力作用导致的平动和转动。
–动平衡指的是刚体处于平衡状态，但可能存在外力作用导致的平动或转动，但整体来说仍然保持平衡。
4.刚体的应用刚体的概念和原理被广泛应用于物理学和工程学中的各个领域。
–在物理学中，刚体的概念是研究物体运动和力学原理的基础，例如在力学中用刚体模型研究物体的平衡和运动规律。
–在工程学中，刚体的原理被应用于结构力学和材料力学等领域，用于分析和设计各种结构和机械系统的受力和变形情况。
总结：刚体是物理学中一个重要的概念，它指的是在外力作用下形状和大小不会发生明显变化的物体。
刚体可以进行平动和转动两种运动，并且可以处于静平衡和动平衡的状态。
刚体的概念和原理在物理学和工程学中有广泛的应用，用于研究物体的运动和力学原理，以及分析和设计各种结构和机械系统的受力和变形情况。
文章长度：182字。
物理刚体知识点总结
物理刚体知识点总结一、刚体的概念和性质刚体是指物体的形状和大小在外力作用下不发生变化的物体。
刚体的性质包括：刚体的各部分之间的相对位置关系在运动时不发生变化；刚体的各点在一个时间内不发生相对位移；刚体是不可压缩的；刚体的形状和大小在外力作用下不发生变化。
在学习刚体的物理知识时，需要掌握刚体的这些概念和性质。
二、刚体的平动和转动运动刚体的运动包括平动和转动两种。
平动是指刚体的各点在任一时刻都有同样的速度和同样的加速度，而转动是指刚体的各点在任一时刻都有不同的速度和不同的加速度。
在学习刚体的物理知识时，需要了解平动和转动的特点，以及刚体在这两种运动中的表现和规律。
三、刚体的运动方程和刚体的运动规律刚体的运动方程描述了刚体在平动和转动中的运动规律。
对于平动，刚体的平动方程是牛顿第二定律的推广和应用，即F=ma；对于转动，刚体的转动方程涉及力矩和角加速度的关系，即τ=Iα。
刚体的运动规律包括牛顿定律、动量定理和角动量定理。
在学习刚体的物理知识时，需要掌握刚体的运动方程和运动规律，并能够应用它们解决实际问题。
四、刚体的静力学刚体的静力学研究了刚体在平衡状态下的性质和规律。
刚体在平衡状态下，外力矩的和为零，即Στ=0；刚体的平衡方程是ΣF=0。
刚体的静力学还包括平衡条件和平衡的稳定性条件。
在学习刚体的物理知识时，需要了解刚体的静力学和平衡状态的相关概念和定律，并能够应用这些知识解决实际问题。
五、刚体的运动学刚体的运动学研究了刚体的位移、速度和加速度等运动参数的关系。
刚体的平动和转动运动都涉及位置、速度和加速度的关系。
刚体的平动运动参数包括位移、速度和加速度；刚体的转动运动参数包括角位移、角速度和角加速度。
在学习刚体的物理知识时，需要了解刚体的运动学，并能够应用它们描述和分析刚体的运动。
六、刚体的动力学刚体的动力学研究了刚体的运动与外力之间的关系。
刚体在运动中受到的外力包括平动受力和转动受力。
平动受力包括牛顿定律描述的作用在质点上的力，而转动受力则是力矩的概念。
大学物理第三章刚体力学
薄板的正交轴定理：
Jz Jx J y
o x
y
X,Y 轴在薄板面上，Z轴与薄板垂直。
例3、质量m，长为l 的四根均匀细棒， O 组成一正方形框架，绕过其一顶点O 并与框架垂直的轴转动，求转动惯量。 解：由平行轴定理，先求出一根棒 对框架质心C的转动惯量：
C
m, l
1 l 2 1 2 2 J ml m( ) ml 12 2 3
M F2 d F2 r sin
若F位于转动平面内，则上式简化为
M Fd Fr sin
力矩是矢量，在定轴转动中， 力矩的方向沿着转轴，其指向 可按右手螺旋法则确定：右手 四指由矢径r的方向经小于的 角度转向力F方向时，大拇指的 指向就是力矩的方向。根据矢 量的矢积定义，力矩可表示为：
例9 行星运动的开普勒第二运动定律：行星对太阳 的位矢在相等的时间内扫过相等的面积。 解：行星在太阳引力（有心 力）作用下沿椭圆轨道运动， 因而行星在运行过程中，它 对太阳的角动量守恒不变。
L rmvsin 常量
因而掠面速度：
dS dt
r dr sin 2dt
1 rv sin 常量 2
Fi fi Δmi ai
切向的分量式为
Fi sin i f i sin i mi ri
Fi sin i f i sin i mi ri
两边同乘ri，得
Fi ri sin i fi ri sin i mi ri2
上式左边第一项为外力Fi对转轴的力矩，而第二项是 内力fi 对转轴的力矩。对刚体的所有质点都可写出类 似上式的方程，求和得
质点的角动量一质量为m的质点以速度v运动相对于坐标原点o的位置矢量为r定义质点对坐标原点o的角动量为sinrmv282质点的角动量定理质点所受的合外力对某一参考点的力矩等于质点对该点的角动量对时间的变化率角动量定理
大物刚体力学公式总结
大物刚体力学公式总结一、基本概念刚体力学是研究刚体运动和静力学平衡条件的一个分支学科。
所谓刚体是指形状不变的物体，其内部各点间的距离在运动或受力作用下保持不变。
刚体的运动可以分为平动和转动两种类型。
二、刚体运动的描述刚体的平动运动可以用质点的运动来描述，质点的位置可以用位矢来表示。
刚体的转动运动可以用刚体固定在某一轴上的角度来描述。
刚体的运动状态可以用位移、速度和加速度来表示，其中位移是位置的变化量，速度是位移的变化率，加速度是速度的变化率。
三、刚体力学的基本公式1.平动运动的基本公式：•位移公式：位移等于初速度乘以时间加上加速度乘以时间的平方的一半。
即 S = V0t + (1/2)at2；•速度公式：速度等于初速度加上加速度乘以时间。
即 V = V0 + at；•加速度公式：加速度等于速度差除以时间。
即 a = (V - V0) / t。
2.转动运动的基本公式：•角位移公式：角位移等于角速度乘以时间。
即θ = ωt；•角速度公式：角速度等于角位移除以时间。
即ω = θ / t；•角加速度公式：角加速度等于角速度差除以时间。
即α = (ω - ω0) / t。
3.平衡条件公式：•平衡条件一：物体受力的合力等于零。
即ΣF = 0；•平衡条件二：物体受力的合力矩等于零。
即ΣM = 0。
四、刚体的平衡问题刚体在平衡时，其受力和受力矩必须满足平衡条件。
通过平衡条件可以解决刚体的平衡问题，例如平衡杆的支点位置计算、悬挂物体的平衡问题等。
刚体的平衡问题还涉及到力的作用点的选取、力的方向的确定等。
通过恰当选择作用点和确定力的方向，可以简化刚体的平衡问题的求解。
五、刚体力学问题的求解步骤1.定义问题：明确刚体的运动类型和求解目标。
2.给定条件：根据实际情况给出题目的已知条件。
3.分析问题：根据题目所给条件，分析问题的物理本质和特点。
4.建立模型：根据问题的要求，建立适当的物理模型。
5.进行计算：根据已知条件和所建模型，进行计算求解。
1.3大学物理(上)刚体力学基础
dm ds dm dV
面密度和体密度。
线分布
面分布
体分布
注 意
只有对于几何形状规则、质量连续且均匀分布
的刚体，才能用积分计算出刚体的转动惯量。
[例3.1]: 求长为L、质量为m的均匀细棒对图中不同 轴的转动惯量。 [分析]：取如图坐标，dm=dx
A B
L
X
J A r dm
2
x dx mL / 3
T1 mg sin ma 1 2 T2 R T1 R J mR 2 mg T2 ma
a R
mg
[例3.4]: 转动着的飞轮的转动惯量为J，在t=0时角速度 为ω0。此后飞轮经历制动过程，阻力矩M的大小与角速度 ω的平方成正比，比例系数为k（k>0）,当ω= ω0/3时，飞 轮的角速度及从开始制动到现在的时间分别是多少？ [分析]: (1)已知 M k 2
练习：右图所示，刚体对经过
棒端且与棒垂直的轴的转动惯
mL
量如何计算？(棒长为L、球
半径为R）
mO
J L1
1 2 mL L 3
2 2 J o mo R 5
2 2
J L 2 J 0 m0 d J 0 m0 ( L R)
1 2 2 2 2 J mL L mo R mo ( L R) 3 5
dL d ( mv ) dr d (mv ) dr r mv F , v dt dt dt dt dt dL v mv 0, r F M r F v mv dt dL 角动量定理的微分形式 M dt
平均角速度
角速度
t
大学物理刚体归纳总结
大学物理刚体归纳总结在大学物理学习中，刚体是一个重要的概念，广泛应用于力学、动力学和静力学等领域。
本文将对刚体的定义、特点以及相关定理进行归纳总结，旨在帮助读者更好地理解和掌握刚体的基本知识。
一、刚体的定义和特点刚体是指可以看作一个整体、无论受到什么力都能保持形状不变的物体。
在实际应用中，我们常常将刚体简化为点、线或面，以便进行研究和计算。
刚体具有以下特点：1. 形状不变性：无论刚体受到外力的作用，其形状都不会发生改变。
2. 外力作用点的变化不引起内部构件间相对位置的改变：即刚体内各个质点之间的相对位置保持不变。
3. 刚体内各个质点之间的相对位置保持不变：即刚体内构件间的距离和角度不会发生变化。
二、刚体的运动学性质1. 刚体的平动：刚体作平动时，刚体上每个点的速度都相同，且方向相同。
2. 刚体的转动：刚体作转动时，刚体上的各点绕着同一条轴旋转。
这个轴称为刚体的转轴，刚体绕转轴的转动速度相同。
刚体平衡的条件是力矩的和等于零。
力矩是由力对刚体产生的转动效果，其大小与力的大小、作用点到转轴的距离和力的夹角相关。
四、刚体静力学定理与公式1. 雅可比定理：在刚体有多个力作用时，可以将这些力简化为只有一个力等效，该力的大小、方向和作用点都与原有多个力相同，这个力称为合力。
2. 力的合成定理：当刚体上有多个力作用时，可以将这些力合成为一个结果力，该力等效于原有多个力的合力。
3. 力矩的平衡条件：对于处于平衡状态的刚体，刚体上力矩的和必须等于零。
4. 平衡条件的应用：根据刚体平衡条件，可以解决各种与刚体平衡有关的问题，如悬挂物体的平衡、天平的平衡等。
五、刚体动力学定理与公式1. Euler定理：刚体绕固定轴的转动，转动惯量与角加速度和转矩之间存在关系，即转动惯量等于转矩与角加速度的比值。
2. 动量定理：外力矩与刚体的角动量之间存在关系，外力矩等于刚体的角动量关于时间的变化率。
3. 动能定理：刚体的动能与角速度和转动惯量之间存在关系，动能等于转动惯量与角速度平方的乘积的一半。
大学刚体知识点总结
大学刚体知识点总结一、刚体的概念和基本性质1. 刚体的基本概念刚体是指在运动或受力作用时，其内部各个部分之间的相对位置保持不变的物体。
刚体的定义包括两个方面：一是刚体的形状和大小在所讨论的现象中不发生改变；二是刚体内各点的相对位置在所讨论的现象中也不发生改变。
这意味着刚体是刚性的，并且不会发生形变。
2. 刚体的基本性质（1）刚性：刚体的所有部分在相互作用下保持相对位置不变，不发生相对位移或形变，这就是刚体的基本性质之一。
（2）刚体的自由度：刚体的自由度是指刚体可以自由运动的最少独立坐标数。
刚体的自由度可以通过不同类型的运动来描述，包括平动、转动和复合运动。
（3）刚体的质心：刚体的质心是指一个质点，它等效于整个刚体对于外力的作用。
在某些情况下，刚体可以看作是一个质点，其运动和受力可以通过质心来描述。
二、刚体的平动1. 刚体的平动运动在刚体的平动运动中，刚体上的各个点都以相同的速度和方向移动。
平动运动可以通过刚体的速度和加速度来描述，它是刚体运动的一种常见形式。
2. 刚体的平动运动描述（1）刚体的平动速度：刚体上的各个点的速度大小和方向相同，这就是刚体的平动速度。
刚体的平动速度可以通过质点运动方程或者质心运动方程来描述。
（2）刚体的平动加速度：刚体上的各个点的加速度大小和方向相同，这就是刚体的平动加速度。
刚体的平动加速度可以通过质点加速度方程或者质心加速度方程来描述。
（3）刚体的平动运动学问题：刚体的平动运动学问题包括刚体的位移、速度、加速度等相关内容，它们可以通过运动学方法来解决。
三、刚体的转动1. 刚体的转动运动在刚体的转动运动中，刚体围绕固定轴旋转。
转动运动是刚体运动的另一种常见形式，它可以通过角度和角速度来描述。
2. 刚体的转动运动描述（1）刚体的角度和角速度：刚体围绕固定轴旋转时，可以通过角度和角速度来描述。
角度是指刚体围绕轴线旋转的角度，角速度是指刚体围绕轴线旋转的角度变化率。
（2）刚体的转动惯量：刚体围绕轴线旋转时，需要通过转动惯量来描述其转动惯性。
刚体的知识点总结
刚体的知识点总结一、刚体的概念刚体是物理学中的一个重要概念，它是指在运动或静止过程中，形状和大小不发生改变的物体。
刚体具有以下特点：1. 刚体的分子结构相对固定，对外力的变形能力非常小。
2. 刚体受到外力作用时，其内部分子之间的相对位置发生微小变化，但整体上保持不变。
3. 刚体在变形后会恢复原状，即使外力作用消失后也会保持所受外力时的状态。
刚体的概念在物理学中有重要的应用，在力学、动力学、静力学等领域都有广泛的应用。
二、刚体的基本性质1. 自由度刚体在运动过程中具有自由度的概念，即刚体在空间中的自由度是指其可以围绕固定坐标系的运动方式。
2. 平移运动刚体在空间中可以进行平移运动，即整个刚体的位置随时间发生变化，但其形状和大小保持不变。
3. 旋转运动刚体在空间中也可以进行旋转运动，即围绕某一固定点或者固定轴进行旋转运动，这种运动称为刚体的自由旋转。
4. 刚体的定点定轴运动刚体在空间中也可以进行以某一固定点为中心或者以某一固定轴为旋转轴的运动，这种运动称为刚体的定点定轴运动。
5. 定点定轴自由度刚体在空间中具有三个定点定轴自由度，即刚体的位置可以变化，且可以绕三个固定轴进行旋转运动。
6. 刚体的平移自由度刚体在空间中具有三个平移自由度，即刚体在空间中可以相对于三个坐标轴进行平移运动。
7. 刚体的旋转自由度刚体在空间中具有三个旋转自由度，即刚体在空间中可以绕三个坐标轴进行旋转运动。
以上是刚体的基本性质，了解这些性质有助于我们在物理学研究中更深入地理解刚体的运动规律。
三、刚体的运动学分析1. 刚体的速度刚体在空间中的运动状态可以用速度来描述，刚体的速度分为线速度和角速度。
线速度是描述刚体中任一点的速度，通常用矢量来表示，可以用向量表示。
角速度则是描述刚体的旋转运动状态，通常用矢量来表示，可以用向量表示。
2. 刚体的加速度刚体在运动中会受到外力的影响，导致其速度发生变化，这种速度变化的率就是刚体的加速度。
大学物理上 刚体知识点总结
同时存在几个刚体，原则上应对每个刚体列出 Mi Jii 。
三、转动惯量
J miri2 (不连续)
i
J r2dm ( 连续)
刚体的转动惯量与刚体的 质量、形状、质量的分布 以及转轴的位置有关。
计算转动惯量的方法：
(1)已知质量分布，由定义式求转动惯量： J miri2 J r2dm i
M 0 L J 恒量
注意: J和都可能变化
例 10: 一个物体正在绕固定光滑轴自由转动， （Ａ）它受热膨胀或遇冷收缩时，角速度不变． （Ｂ）它受热时角速度变大，遇冷时角速度变小． （Ｃ）它受热或遇冷时，角速度均变大． （Ｄ）它受热时角速度变小，遇冷时角速度变大．
（Ｄ）
例题11:如图，一长为l、质量为m的杆可绕支点O自
质心与它的几何对称中心重合
平行轴定理----若以JC 表示刚体通过其质心 转轴的转动惯量，则刚体对任意平行于该转轴 且相距为d的另一转轴的转动惯量为:
J JC md 2
Jc
1l 2 1 2
l
x
2
dx
1 12
ml
2
A
C
L/2
B L/2 X
J
J J
l x2dx 1 ml 2
速度 .
解 细杆受重力和
铰链对细杆的约束力
FN
作用，由转动定律得
1 mgl sin J
2
1 mgl sin J
2 式中 J 1 ml 2
3
得 3g sin
2l
由角加速度的定义
d d d d dt d dt d
d 3g sind
常量
刚体知识点总结归纳
刚体知识点总结归纳一、刚体的基本概念1. 刚体是指在空间中不受外力和外力矩作用，形状和大小不发生改变的物体，也就是说它们不会变形。
2. 刚体的运动包括平动和转动两种。
平动是指刚体以某一点为轴心作直线运动，转动是指刚体围绕其质心或其他点作圆周运动。
二、刚体的平动1. 平动的物理量刚体的平动涉及到了位移、速度、加速度等物理量。
其中，位移是指物体从一个位置到另一个位置的移动；速度是指物体单位时间内的位移量；加速度是指速度的变化率。
2. 平动的运动方程刚体的平动是由牛顿的运动定律来描述的，即F=ma，其中F为合外力，m为物体的质量，a为物体的加速度。
这个定律说明了合外力与物体运动状态的关系。
3. 平动的应用刚体的平动运动是很常见的，比如地球的公转和自转、车辆的行驶等，这些都是平动的实际应用。
三、刚体的转动1. 转动的物理量刚体的转动同样涉及到了角位移、角速度、角加速度等物理量。
其中，角位移是指物体在单位时间内的旋转角度；角速度是指单位时间内的旋转角速度；角加速度是指角速度的变化率。
2. 转动的运动方程刚体的转动同样是由牛顿的运动定律来描述的，即τ=Iα，其中τ为合外力矩，I为物体的转动惯量，α为物体的角加速度。
这个定律说明了合外力矩与物体转动状态的关系。
3. 转动的转动惯量转动惯量是刚体在转动时的惯性特征，能够反映物体对于转动的惯性。
刚体的转动惯量与物体的形状、质量分布等因素有关。
4. 转动的应用刚体的转动运动同样是很常见的，比如摆钟的摆动、转轮的转动等，这些都是转动的实际应用。
四、刚体的静力学1. 刚体的平衡刚体的平衡是指物体对外力平衡的状态，包括了平衡的条件和平衡的稳定性。
2. 平衡的条件刚体的平衡需要满足两个条件：合外力为零，合外力矩为零。
这两个条件说明了刚体平衡的基本原理。
3. 平衡的稳定性刚体平衡的稳定性是指物体在外力作用下能够保持平衡的能力，包括了稳定、不稳定和中立三种状态。
五、刚体的动力学1. 刚体的动量刚体的动量是描写物体运动状态的物理量，它与物体的质量和速度有关，动量的守恒原理是刚体动力学的核心内容。
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一、刚体的简单运动知识点总结
1、刚体运动的最简单形式为平行移动与绕定轴转动。
2、刚体平行移动。
·刚体内任一直线段在运动过程中,始终与它的最初位置平行,此种运动称为刚体平行移动,或平移。
·刚体作平移时,刚体内各点的轨迹形状完全相同,各点的轨迹可能就是直线,也可能就是曲线。
·刚体作平移时,在同一瞬时刚体内各点的速度与加速度大小、方向都相同。
3、刚体绕定轴转动。
•刚体运动时,其中有两点保持不动,此运动称为刚体绕定轴转动,或转动。
•刚体的转动方程φ=f(t)表示刚体的位置随时间的变化规律。
•角速度ω表示刚体转动快慢程度与转向,就是代数量, 。
角速度也可以用矢量表示, 。
•角加速度表示角速度对时间的变化率,就是代数量, ,当α与ω同号时,刚体作匀加速转动;当α与ω异号时,刚体作匀减速转动。
角加速度也可以用矢量表示, 。
•绕定轴转动刚体上点的速度、加速度与角速度、角加速度的关系:。
速度、加速度的代数值为。
•传动比。
二. 转动定律转动惯量
转动定律
力矩相同,若转动惯量不同,产生的角加速度不同
与牛顿定律比较:
转动惯量
刚体绕给定轴的转动惯量J 等于刚体中每个质元的质量与该质元到转轴距离的平方的乘积之总与。
定义式质量不连续分布
质量连续分布
物理意义
转动惯量就是描述刚体在转动中的惯性大小的物理量。
它与刚体的形状、质量分布以及转轴的位置有关。
计算转动惯量的三个要素:
(1)总质量; (2)质量分布; (3)转轴的位置
(1) J 与刚体的总质量有关
几种典型的匀质刚体的转动惯量
刚体
转轴位置 转动惯量J
细棒(质量为m,长为l) 过中心与棒垂直 212ml 细棒(质量为m,长为l) 过一点与棒垂直 23ml
细环(质量为m,半径为R) 过中心对称轴与环面垂直
2mR 细环(质量为m,半径为R) 直径 22mR 圆盘(质量为m,半径为R) 过中心与盘面垂直
22mR 圆盘(质量为m,半径为R) 直径 24mR
球体(质量为m,半径为R) 过球心 225mR 薄球壳(质量为m,半径为R) 过球心
223mR
平行轴定理与转动惯量的可加性 1) 平行轴定理
设刚体相对于通过质心轴线的转动惯量为Ic,相对于与之平行的另一轴的转动惯量为I,则可以证明I 与Ic 之间有下列关系 2c I I md =+ 2)转动惯量的可加性
对同一转轴而言,物体各部分转动惯量之与 等于整个物体的转动惯量。
三 角动量 角动量守恒定律
1.质点的角动量(Angular Momentum)——描述转动特征的物理量 1)概念
一质量为m 的质点,以速度v ϖ
运动,相对于坐标原点O 的位置矢量为r ϖ
,定义质点对坐标原点O 的角动量为该质点的位置矢量与动量的矢量积,即
v m r P r L ϖ
ϖϖϖϖ⨯=⨯=
角动量就是矢量,大小为 L=rmv sin α
o
z
• ∆m i
c d r c i
r i o '
2
c I I m
d =+
式中α为质点动量与质点位置矢量的夹角。
角动量的方向可以用右手螺旋法则来确定。
角动量的单位: kg 、m 2、s -1
2.质点的角动量定理(Theorem of Angular Momentum) (1)质点的转动定律
问题:讨论质点在力矩的作用下,其角动量如何变化。
设质点的质量为m,在合力F ϖ
的作用下,运动方程为
()t
v m t v m a m F d d d d ϖϖϖ
ϖ=
== 用位置矢量r ϖ
叉乘上式,得
()t
v m r F r d d ϖ
ϖϖϖ⨯=⨯
考虑到
()()v m t r v m t r v m r t ϖϖ
ϖϖϖϖ⨯+⨯=⨯d d d d d d 与 0d d =⨯=⨯v v v t
r ϖ
ϖϖϖ
得 ()v m r t
F r ϖ
ϖϖϖ⨯=⨯d d
由力矩 F r M ϖ
ϖϖ⨯＝
与角动量的定义式()v m r t
L ϖ
ϖϖ⨯=d d
得 t
L
M d d ϖϖ＝
表述:作用于质点的合力对参考点O 的力矩,等于质点对该点O 的角动量随时间的变化率,有些书将其称为质点的转动定律(或角动量定理的微分形式)。
这与牛顿第二定律t P F /ϖ
ϖ=在形式上就是相似的,其中M 对应着F ,L 对应着P 。
(2)冲量矩与质点的角动量定理
把上式改写为 L t M ϖ
ϖ=
dt M ϖ
为力矩与作用时间的乘积,叫作冲量矩。
对上式积分得
122
1
L L t M t t ϖ
ϖϖ-=⎰
式中1L ϖ与2L ϖ分别为质点在时刻t 1与t 2的角动量,⎰2
1
t t t M ϖ
为质点在时间间隔t 2- t 1内所
受的冲量矩。
质点的角动量定理:对同一参考点,质点所受的冲量矩等于质点角动量的增量。
成立条件:惯性系
3.质点的角动量守恒定律(Law of Conservation of Angular Momentum) 若质点所受的合外力矩为零,即M=0,则
＝恒矢量＝v m r L ϖ
ϖϖ⨯
这就就是角动量守恒定律:当质点所受的对参考点的合外力矩为零时,质点对该参考点的角动量为一恒矢量。
说明:
(1)质点的角动量守恒定律的条件就是M =0,这可能有两种情况:
● 合力为零;
● 合力不为零,但合外力矩为零。
四.力矩做功与刚体绕定轴转动的动能定理 力矩的功
设:;转盘上的微小质量元Δm 在力F 作用下以R 为半径绕O 轴转动,在dt 时间内转过角度d θ, 对应位移d r,路程ds,此时F 所做的元功为
则总功为
1 刚体绕定轴转动的转动动能
2 动能定理
合外力矩对绕定轴转动的刚体所作的功等于刚体转动动能的增量。
刚体作为一个特殊的质点系,此质点系的动能定理为
21
e k k A E E =-2
1
2 2 2 111d θωω22
θM I I =
-⎰ θ
刚体定轴转动的动能定理
t t d d d d A F r F s F r θ=⋅==v v
d d A M θ=2
1
d A M θθθ
=⎰2222k
111222i i i i i i E m v m r I ωω===∑∑
V V 由于刚体的大小、形状不变,其上任何两质点间没有相对位移。
即:
i 0
A =。