张丹海《简明大学物理》3-2 转动定理

一、电磁感应现象
1.闭合回路与磁铁作相对运动

N S
当线圈与磁铁相对静止时，电流计的指针并不偏转，当磁 铁靠近或远离线圈时，即当二者作相对运动时，电流计指针才 发生偏转，表明此时回路中有电流.
2.闭合回路邻近载流线圈中的电流变化
在开关K闭合或打开的瞬间，与A连接的电流计指针将发生偏 转，闭合与打开两种情况下的电流方向相反.
3.在均匀磁场中改变闭合回路的面积


a
b

I


当导线ab向右或向左滑动时，电流计的指针将发生偏转.两种 情况下，电流计的指针偏转方向相反，表明电流的流向相反.
结论
当穿过闭合导电回路所包围曲面的磁通量发 生变化时，不管这种变化是由于什么原因引起的， 回路中都有电流产生.这种现象叫做电磁感应现象， 回路中所产生的电流叫做感应电流.
二、楞次定律
楞次在大量实验的基础上，于1834年总结出如下定律：
闭合回路中所产生的 感应电流具有确定的方向， 它总是使感应电流自己所 产生的通过回路所包围曲 面的磁通量，去阻止或者 说反抗引起感应电流的磁 通量的变化.这一规律叫做 楞次定律.
楞次定律应用举例当磁铁N极靠近闭合回路A 来自磁铁N极远离闭合回路A
N S N

S
楞次定律是符合能量守恒定律的.

刚体匀变速转动与质点匀变速直线运动公式对比
质点匀变速直线运动 刚体绕定轴作匀变速转动
v v0 at
0 t
x
x0
v0t
1 2
at2
0
0t
1 2
t
2
v2
v02 2a(x x0 )
2
2 0
2(
0
)
第四章 刚体转动
广东海洋大学理学院教学课件
物理学教程 （第二版）
在刚体任意一个转动平面上取点p，其距离转轴 的距离为r，则圆周运动的角量与线量关系依然成立， p点的速率为：
F 对转轴 Z 的力矩 M rF
M Fr sin Fd
z
M
r
Od
F P*
d r sin :力臂
第四章 刚体转动
广东海洋大学理学院教学课件
物理学教程 （第二版）
若力矩对定轴转动物体有贡献，必须满足以下两点：
(1) 力F与径失的夹角不能 为零，即过转轴的力对转 动没有贡献。
(2) 力F不能平行于转轴， 若平行于转轴，即使力 臂不为零，但由于力矩 的方向垂直于转轴，同 样对转动没有贡献。
r
P点的切向加速度和法向加速度的大小为
at r
an r 2
a
Байду номын сангаас
ret
r 2en
第四章 刚体转动
广东海洋大学理学院教学课件 第二节、 力矩 转动定律 转动惯量
一、力矩
物理学教程 （第二版）
在研究转动物体时，导致物体转动变化的因素称为力矩。
平面内刚,体r绕为O由z点轴O旋到转力,的力F 作用在刚体上点 P , 且在转动 M 作用点 P 的径矢 .
约定

r
M z rF sin
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3-2 转动定理
第三章 刚体力学基础
（4）刚体内作用力和反作用力的力矩互相抵消。
M ij
rj
j
O
M
d
ji
iF ri ij
F ji
M ij M

ji
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3-2 转动定理
二、转动定理
第三章 刚体力学基础
2
M i M mi ri
对所有质点求和： M i M i mi ri
' 2
刚体内相互作用力的力矩之和为零
Mi 0
'
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3-2 转动定理
第三章 刚体力学基础
2
M i mi ri
令
J mi ri
2
刚体对转轴O的转动惯量
' 2
1 12
(2 a )
2
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3-2 转动定理
第三章 刚体力学基础
例3-2 求质量为m、半径为R的均匀薄圆环和薄圆盘对垂 直中心轴的转动惯量。 解：(1) 在环上任取质元dm。由于各 质元至转轴的距离都等于R,故圆 环的转动惯量为
J
R
2
d m mR
2
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3-2 转动定理
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a
m g M m 2
物体速度 滑轮角速度


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3-2 转动定理

《大学物理II》课程教学大纲课程名称：大学物理II College PhysicsII课程编码：6310X002 学分：3 总学时：54说明【课程简介】《大学物理II》课程是面向电子专业学生的一门学科基础课程。

本课程的内容主要包括质点力学、刚体力学基础、气体动理论及热力学、静电场、稳恒磁场、电磁感应与电磁场、波动与光学知识讲座七个部分。

通过本课程的学习，使学生掌握物理学的基本概念和基本理论，正确认识物理现象的本质，建立起鲜明的物理图象。

开阔思路、激发探求和创新精神、增强适应能力、提高人才素质。

【课程性质】学科基础课程【适用专业】电子信息工程专业【教学目标】使学生树立正确的学习态度，掌握科学的学习方法；使学生对后续专业课中应用较多的物理知识有较深刻的理解。

还应掌握物理学研究问题的思想方法，能对简单的实际问题建立简化的物理模型，并对其进行正确的数学分析，为后续专业课的学习打下基础。

【先修课程要求】本课程要求学生先修《高等数学》课程。

【能力培养要求】培养学生的自学能力、独立思考能力及独立获取知识的能力；培养学生严密的逻辑演绎和推理的理性思维能力；培养学生独立分析和解决问题的能力。

【学习总量】总学时54学时，其中理论54学时。

学生自主学习54学时。

【教学方法与环境要求】教学方法：以课堂讲授为主，精讲多练，并结合自学，布置适当的作业，提高学生的理解能力及思维能力。

环境要求：多媒体教室。

【学时分配】【教材与主要参考书】教材：《简明大学物理》，张丹海，科学出版社，2015年9月，第3版参考书：【1】《大学物理》，张宇，机械工业出版社，2012年5月，第3版【2】《大学物理学》，赵晏，科学出版社，2009年8月，第1版大纲内容第一章质点力学【教学目的和要求】了解：速度、加速度、冲量、动量、角动量、动能、势能等基本概念以及运动方程和轨道方程表达式；理解：位移、速度、加速度、冲量、动量、角动量、动量、动能、势能、运动方程、轨道方程的物理意义,牛顿第二定律、动量定理及动量守恒、动能定理、功能原理及机械能守恒定律的数学表达式；掌握：建立和求解质点运动微分方程的方法，建立和求解质点动力学微分方程的方法。