还剩25页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
《刚体的运动》ppt课件•刚体的定义与性质•刚体的运动形式•刚体的动量与动量守恒定律•刚体的动能与动能定理目•刚体的角动量与角动量守恒定律•刚体的振动与共振录contents01刚体的定义与性质刚体的定义刚体的定义01刚体是一个理想化的物理模型,指的是在运动过程中,其形状、大小和内部结构始终保持不变的物体刚体的特点02刚体在运动过程中,不会因为外力作用而发生形变,即其内部任意两点之间的距离始终保持不变刚体与现实世界的关系03在现实生活中,完全满足刚体条件的物体是不存在的,但当研究问题时,如果物体发生的形变量相比于物体本身的尺寸足够小,则可以将其视为刚体刚体的性质刚体的惯性性质刚体的动能与势能刚体具有保持其运动状态不变的性质,刚体在运动过程中,既有动能也有势即不受外力作用时,刚体将保持静止能,其中势能包括重力势能和弹性势或匀速直线运动状态不变能等刚体的动量守恒性质在不受外力作用或所受外力矢量和为零的条件下,刚体的动量守恒刚体的分类简单刚体复杂刚体形状规则、质量分布均匀的刚体形状不规则或质量分布不均匀的刚体有限转动惯量的刚体质点系与质点具有有限转动惯量的刚体,通常用于研究由多个质点组成的系统称为质点系,而单物体的转动运动个质点是质点系的一种特殊情况质点系和质点在某些情况下也可以被视为刚体02刚体的运动形式平动平动定义刚体上任意两点连成的直线在运动过程中始终保持与某固定参考平面平行,这种运动称为平动平动特点刚体上各点的速度和加速度都相同,与参考系的选择无关平动实例火车行驶、飞机飞行等转动010203转动定义转动特点转动实例刚体绕某固定轴线做圆周刚体上各点的速度和加速车轮的转动、机械臂的摆运动或近似圆周运动,这度方向不同,但大小相同动等种运动称为转动转动时,刚体上各点绕固定轴线作圆周运动复合运动复合运动定义复合运动特点复合运动实例刚体的运动形式是由平动刚体上各点的速度和加速传送带上的物体、旋转门和转动组合而成的运动,度都不同,与参考系的选等这种运动称为复合运动择有关03刚体的动量与动量守恒定律动量的定义与计算动量的定义动量是物体质量和速度的乘积,表示物体运动的剧烈程度动量的计算动量的大小等于物体的质量乘以速度,用公式表示为p=mv动量守恒定律动量守恒定律在没有外力作用的情况下,系统内的物体相互碰撞时,总动量保持不变动量守恒定律的表述如果系统初始的总动量为零,或者系统所受的外力矢量和为零,那么系统未来的总动量仍然保持不变动量守恒定律的应用碰撞问题利用动量守恒定律可以解决物体碰撞时的动量变化问题,如子弹射入木块等火箭推进火箭推进器工作时,燃料燃烧产生的气体高速向后喷出,根据动量守恒定律,火箭和喷出的气体具有相反大小相等、方向相反的动量,从而使火箭获得向前的推力04刚体的动能与动能定理动能的定义与计算动能定义物体由于运动而具有的能量,用公式E_k=1/2mv^2表示,其中m为质量,v为速度动能计算根据物体的质量和速度,代入公式计算得到物体的动能动能定理动能定理定义合外力对物体所做的功等于物体动能的增量,即W=ΔE_k动能定理推导根据牛顿第二定律和运动学公式推导得出动能定理的应用动能定理在生活中的应用例如汽车加速、减速时,合外力做功等于动能的变化量,可以计算出加速度的大小动能定理在物理实验中的应用例如打点计时器实验中,通过测量小车运动的位移和时间,计算小车的速度和加速度,进而验证动能定理05刚体的角动量与角动量守恒定律角动量的定义与计算角动量的定义角动量是描述刚体转动状态的物理量,等于刚体的转动惯量乘以角速度角动量的计算角动量的大小等于刚体的转动惯量乘以角速度的数值,方向与角速度的方向相同角动量守恒定律守恒条件无外力矩作用,即合外力矩为零角动量守恒定律在没有外力矩作用的情况下,刚体的角动量保持不变适用范围适用于质点和刚体,是经典力学中的基本定律之一角动量守恒定律的应用天体运动陀螺仪旋转机械行星绕太阳的公转、卫星绕地球利用角动量守恒定律,陀螺仪可旋转机械中的转动惯量和角速度的轨道运动等都遵循角动量守恒以测量物体的姿态和方向是设计和分析的重要参数,角动定律量守恒定律可以帮助优化机械性能06刚体的振动与共振简谐振动总结词简谐振动是物体在平衡位置附近做周期性往复运动的振动形式详细描述简谐振动是一种基本的振动形式,其运动规律可以用正弦函数或余弦函数来描述在简谐振动中,物体受到一个与位移大小成正比、方向与位移方向相反的回复力作用,该力的大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反公式x=A*sinωt+φ其中,x表示位移,A表示振幅,ω表示角频率,t表示时间,φ表示初相角受迫振动与共振总结词受迫振动是物体在外力作用下所发生的周期性振动,共振则是指受迫振动达到一定限度时,物体产生剧烈振动的现象详细描述受迫振动是物体在外力作用下发生的周期性振动,其振动的频率和外力的频率相同共振是指当受迫振动的频率与物体的固有频率接近或相同时,物体产生剧烈振动的现象共振时,物体的振幅可以达到最大值公式F=ma其中,F表示外力,m表示物体的质量,a表示加速度阻尼振动总结词阻尼振动是指物体在振动过程中受到阻力作用而逐渐减小的振动详细描述阻尼振动是由于物体受到阻力作用而逐渐减小的振动在阻尼振动中,物体的振幅会逐渐减小,最终趋向于静止状态阻尼振动的运动规律可以用微分方程来描述公式m*d^2x/dt^2+c*dx/dt+k*x=F其中,m表示物体的质量,c表示阻尼系数,k表示刚度系数,x表示位移,F表示外力THANKS感谢观看。