3-0第三章教學(xué)基本要求3-1質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定律和轉(zhuǎn)動(dòng)定理3-2定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)量矩定律和動(dòng)量矩守恒定理一、掌握描述質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移、角速率和角加速度等概念.二、掌握力對(duì)固定轉(zhuǎn)軸的扭矩的估算方式，了解轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的概三、理解質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定律和質(zhì)心服從質(zhì)點(diǎn)組的功能轉(zhuǎn)換關(guān)系.四、理解質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定理.五、理解角動(dòng)量的概念,理解質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角動(dòng)量守恒定理七、能綜合應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)定理和牛頓運(yùn)動(dòng)定理及質(zhì)點(diǎn)、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式估算質(zhì)點(diǎn)質(zhì)心系統(tǒng)的簡(jiǎn)單動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.六、會(huì)計(jì)算扭矩的功(72學(xué)時(shí)只限于恒定轉(zhuǎn)矩的功)動(dòng)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和對(duì)軸的角動(dòng)量.八、能綜合應(yīng)用守恒定理求解質(zhì)點(diǎn)質(zhì)心系統(tǒng)的簡(jiǎn)單動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.明晰選擇剖析解決質(zhì)點(diǎn)質(zhì)心系統(tǒng)熱學(xué)問(wèn)題規(guī)律時(shí)的優(yōu)先考慮次序閱讀附表1中矢量加法.力對(duì)轉(zhuǎn)軸的扭矩怎么估算?領(lǐng)會(huì)質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定律的意義.注意分辨平動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的估算式.注意扭矩的功的估算方式.轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的定義是哪些?轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與什么誘因有關(guān)?質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定理的內(nèi)容及物理表達(dá)式怎樣?注意它的應(yīng)用技巧.一、剛體及質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)一、剛體及質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)心：在外力作用下，形狀和大小都不發(fā)生變化的物體（任意兩質(zhì)點(diǎn)寬度離保持不變的特殊質(zhì)點(diǎn)組）轉(zhuǎn)動(dòng)分定軸轉(zhuǎn)動(dòng)和非定軸轉(zhuǎn)動(dòng).轉(zhuǎn)軸不動(dòng),質(zhì)心繞轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)叫質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)；垂直于轉(zhuǎn)軸的平面叫轉(zhuǎn)動(dòng)平面.真正的質(zhì)心不存在真正的質(zhì)心不存在任意點(diǎn)P繞同一軸作圓周運(yùn)動(dòng)。
特征：質(zhì)心的平動(dòng)質(zhì)心的平動(dòng)質(zhì)心的平動(dòng)質(zhì)心的平動(dòng)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)軸質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)軸質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)軸質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)軸二、描述質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的化學(xué)量二、描述質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的化學(xué)量角速率角加速度分校的表達(dá)式：只有使質(zhì)心繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)可取正負(fù)：1.扭矩方向，沿Z軸為正，滿(mǎn)足左手關(guān)系.2.總扭力(代數(shù)和)對(duì)軸的扭矩對(duì)軸的扭矩對(duì)軸的扭矩對(duì)軸的扭矩三、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩和扭矩的三、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩和扭矩的FdFr與轉(zhuǎn)動(dòng)平面的交點(diǎn)剛體的角動(dòng)量定理，力作用在質(zhì)心上點(diǎn)為由點(diǎn)O到力的作用點(diǎn)四、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩四、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩質(zhì)心內(nèi)部質(zhì)量為的質(zhì)量元的速率為動(dòng)能為質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的總能量（轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能）轉(zhuǎn)動(dòng)力矩單位：kg質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能估算式：對(duì)質(zhì)量連續(xù)分布的質(zhì)心，任取質(zhì)量元dm，其到軸的距離為r，則轉(zhuǎn)動(dòng)力矩比較轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能定義式：其中：平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)的類(lèi)比：mvmv轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的量度(kgm轉(zhuǎn)動(dòng)力矩決定于質(zhì)心對(duì)軸的總質(zhì)量及對(duì)軸的質(zhì)量分布.例：求密度均勻圓盤(pán)(R、m)對(duì)垂直大盤(pán)的中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩.dr質(zhì)量面密度組合體對(duì)某定軸的J剛體的角動(dòng)量定理，等于各質(zhì)心對(duì)同一轉(zhuǎn)軸J之和。常見(jiàn)的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)力矩見(jiàn)表4.1MLMR求質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的均勻狹長(zhǎng)棒，對(duì)通過(guò)棒中心和過(guò)端點(diǎn)并與棒垂直的兩軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩.如轉(zhuǎn)軸過(guò)端點(diǎn)垂直于棒質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與質(zhì)心的質(zhì)量m、剛體的質(zhì)量分布和轉(zhuǎn)軸的位置有關(guān).部份均勻質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩薄圓盤(pán)轉(zhuǎn)軸通過(guò)中心與大盤(pán)垂直2r圓球轉(zhuǎn)軸沿半徑細(xì)棒轉(zhuǎn)軸通過(guò)中心與棒垂直12細(xì)棒轉(zhuǎn)軸通過(guò)端點(diǎn)與棒垂直五、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定律五、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定律質(zhì)心是其內(nèi)任兩質(zhì)點(diǎn)寬度離不變的質(zhì)點(diǎn)組，質(zhì)心做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)間無(wú)相對(duì)位移，質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)力不作功，外力功為其轉(zhuǎn)矩的功；而且質(zhì)心無(wú)聯(lián)通，動(dòng)能的變化只有定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的變化.由質(zhì)點(diǎn)組動(dòng)能定律合外扭矩對(duì)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的質(zhì)心所作的功等于質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的增量.得質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定律質(zhì)心的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能應(yīng)用估算.假如質(zhì)心在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還有勢(shì)能的變化，可用質(zhì)點(diǎn)組的功能原理和機(jī)械能轉(zhuǎn)換與守恒定理討論.其實(shí)，質(zhì)心作為特殊的質(zhì)點(diǎn)組，它服從質(zhì)點(diǎn)組的功能轉(zhuǎn)換關(guān)系.六、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理六、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)定理由動(dòng)能定律：取微分方式：兩側(cè)除dtdt質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定理：質(zhì)心作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，合外扭矩等于質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與角加速度的乘積.七、牛頓定理和轉(zhuǎn)動(dòng)定理的綜合應(yīng)用七、牛頓定理和轉(zhuǎn)動(dòng)定理的綜合應(yīng)用假如在一個(gè)物體系中，有的物體作平動(dòng)，有的物體作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，處理此問(wèn)題一直可以應(yīng)用隔離法.應(yīng)分清什么物體作平動(dòng)，什么物體作轉(zhuǎn)動(dòng).把平動(dòng)物體隔離下來(lái)，按牛頓第二定理寫(xiě)出其動(dòng)力學(xué)多項(xiàng)式；把定軸轉(zhuǎn)動(dòng)物體隔離下來(lái)，按轉(zhuǎn)動(dòng)定理寫(xiě)出其動(dòng)力學(xué)方有時(shí)還須要借助質(zhì)點(diǎn)及質(zhì)心定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式補(bǔ)充等式，之后對(duì)那些多項(xiàng)式綜合求解.例:一輕繩越過(guò)一軸承光滑的定滑輪，繩的兩端分別懸有質(zhì)量為m的物體，滑輪可視為均質(zhì)圓盤(pán)，質(zhì)量為m，直徑為r，繩子不可伸長(zhǎng)并且與滑輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng).求物體加速度、滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度和繩子的張-7-931(1)A下降的加速度;例：已知:如圖,m=2.0kg,=37.不計(jì)磨擦.當(dāng)彈簧無(wú)形變時(shí)將由靜止釋放.求(2)A下降的最大速度;(3)A下降的最大距離;解法1:(1)受力剖析如圖,取彈簧為原長(zhǎng)時(shí)物體A位置為原點(diǎn).當(dāng)A下降剖析:題目所屬范圍….2015-7-932A的速度=02015-7-933又解(能量微分法):mvkxA下降x時(shí):以原點(diǎn)為勢(shì)能零點(diǎn).以A,B,C,月球,斜面為系統(tǒng),機(jī)械能守恒.
