第五章-刚体力学基础习题课(第三讲)ppt课件.ppt
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1)每一质点均作圆周运动,圆面为转动平面;2)任一质点运动均相同,但不同;3)运动描述仅需一个坐标.2、力矩O3、转动惯量4、转动定律(2)质点系的角动量:10、角动量守恒定律定轴转动角动量守恒定律讨论:③质点和刚体,角动量守恒表达式为:④对于非刚体,即转动惯量变化。角动量守恒的表达式:刚体力学习题课(14)1.质量为M的匀质圆盘,可以绕通过盘中心垂直于盘的固定光滑轴转动,绕过盘的边缘挂有质量为m,长为L的匀质柔软绳索(如图),设绳与圆盘无相对滑动,试求当圆盘两侧绳长之差为S时,绳的加速度的大小。2.固定在一起的两个同轴均匀圆柱体可绕其光滑的水平对称轴00′转动,设大小圆柱的半径分别为R和r,质量分别为M和m,绕在两柱体上的细绳分别与物体m1和物体m2相连,m1和m2则挂在圆柱体的两侧,如图所示,设R=0.20m,r=0.10m,m=4kg,M=10kg,m1=m2=2kg,求柱体转动时的角加速度及两侧绳中的张力。4.一半径为R=0.30m,质量为M=15kg,质量均匀分布的圆柱体,可绕与其几何轴重合的水平固定轴转动。现以一不能伸长的轻绳绕于柱面,而在绳的下端悬一质量m=8.0kg的物体。不计圆柱体与轴之间的摩擦,求物体自静止下落,5s内下降的距离。例1、一长为l,质量为的竿可绕支点O自由转动.一质量为、速率为的子弹射入竿内距支点为处,使竿的偏转角为30º.问子弹的初速率为多少?例2:长为L的匀质细棒,一端悬于O点,自由下垂,紧接O点悬一单摆,轻质摆绳的长为L,摆球的质量为m,单摆从水平位置由静止开始自由下摆,与细杆作完全弹性碰撞,碰后单摆停止。求:(1)细杆的质量;(2)细杆摆动的最大角度θ例4:一根长为l,质量为m的匀质细杆,一端与光滑的水平轴相连,可在竖直平面内转动,另一端固定一质量也是m的小球,且小球半径R<<l。设杆由水平位置自由释放。求:杆下摆至任意角度时的角速度和角加速度解:细杆在下摆过程中,重力矩作用杆的质心处,解得:例题5、如图,一矩形匀质薄板ABCD,长为l、宽为d、质量为m。板绕竖直轴AB以初角速度转动,阻力与薄板表面垂直并与面积及速度的平方成正比,比例系数为k。问经过多少时间后,薄板的角速度减为初角速度的一半?例题6.装置如图所示,绳的上端绕在圆柱上,下端系一重物,质量为m.重物自然下垂,由静止开始下落,并带动圆柱自由转动.求重物降落高度为h时的速率v.已知圆柱的质量为M,半径为R.(绳子的质量不计且不可伸长.)例题7.如图所示,两个均匀圆柱各自绕自身的轴转动,两轴互相平行.圆柱半径分别为质量分别为.开始时两柱分别以角速度同向旋转.然后缓缓移动它们,使之相互接触.求两柱的最终角速度例题8.如图,已知:木板宽L=0.60m、质量M=1kg,木板绕水平固定光滑OO’轴的转动惯量为J=ML2/3。质量为m=10×10-3kg的子弹以v0=500m/s速率,距OO’轴为l=0.36m处垂直射穿木板,子弹穿出木板后速率为v=200m/s。求:(1)子弹给木板的冲量;(2)木板获得的角速度。解(1)由动量定理,得v0例题10.质量很小长度为l的均匀细杆,可绕过其中心O并与纸面垂直的轴在竖直平面内转动.当细杆静止于水平位置时,有一只小虫以速率垂直落在距点O为l/4处,并背离点O向细杆的端点A爬行.设小虫与细杆的质量均为m.问:欲使细杆以恒定的角速度转动,小虫应以多大速率向细杆端点爬行?由角动量定理