大学物理第3章 刚体力学基础
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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。
第三章 刚体力学基础 课后作业班级 姓名 学号一、选择题1、一个质点作简谐振动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为2A , 且向x 轴正方向移动,代表此简谐振动的旋转矢量为( )1、有两个力作用在一个有固定转轴的刚体上:(1) 这两个力都平行于轴作用时,它们对轴的合力矩一定是零;(2) 这两个力都垂直于轴作用时,它们对轴的合力矩可能是零;(3) 当这两个力的合力为零时,它们对轴的合力矩也一定是零;(4) 当这两个力对轴的合力矩为零时,它们的合力也一定是零.对上述说法下述判断正确的是( )(A ) 只有(1)是正确的 (B )(1)、(2)正确,(3)、(4)错误(C ) (1)、(2)、(3)都正确,(4)错误 (D )(1)、(2)、(3)、(4)都正确2、关于力矩有以下几种说法:(1) 对某个定轴转动刚体而言,内力矩不会改变刚体的角加速度;(2) 一对作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零;(3) 质量相等,形状和大小不同的两个刚体,在相同力矩的作用下,它们的运动状态一定相同.对上述说法下述判断正确的是( )(A ) 只有(2)是正确的 (B ) (1)、(2)是正确的(C )(2)、(3)是正确的 (D ) (1)、(2)、(3)都是正确的3、均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动,如图所示,今使棒从水平位置由静止开始自由下落,在棒摆到竖直位置的过程中,下述说法正确的是( )(A ) 角速度从小到大,角加速度不变(B ) 角速度从小到大,角加速度从小到大(C ) 角速度从小到大,角加速度从大到小(D ) 角速度不变,角加速度为零4、 一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动,轴间摩擦不计.如图射来两个质量相同,速度大小相同,方向相反并在一条直线上的子弹,它们同时射入圆盘并且留在盘内,则子弹射入后的瞬间,圆盘和子弹系统的角动量L以及圆盘的角速度ω的变化情况为( ) (A) L 不变,ω增大 (B) 两者均不变(C) L不变,ω减小 (D) 两者均不确定5、假设卫星环绕地球中心作椭圆运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的( )(A) 角动量守恒,动能守恒 (B) 角动量守恒,机械能守恒(C) 角动量不守恒,机械能守恒 (D) 角动量不守恒,动量也不守恒(E) 角动量守恒,动量也守恒二、填空题1、有甲、乙两个飞轮,甲是木制的,周围镶上铁制的轮缘。