第四章 刚体的转动:我们学习过了质点这个理想模型的运动规律。在很多情况下,常可以把物体看作是只有质量而不计其形状和大小的质点。当然,把物体看做质点是有一定条件的,一般来说,物体在运动过程中,其运动情况要复杂的多,有时物体的形状发生变化或者物体的大小发生变化或者两者兼而有之,显然,在此情况下就不能把物体看做质点了。然而,即便是物体在运动过程中,其形状和大小均不变化,但各点的运动情况各不相同,这时也不能把物体当做质点来处理。 一般来说,在外力作用下,物体的形状和大小是要发生变化的。但如果在外力作用下,物体的形状和大小不发生变化,也就是说,组成物体的任意两质点间的距离始终保持恒定,这种理想化了的物体叫做刚体。实际上,如果在外力作用下,物体的形状和大小变化甚微,以致可以略去不计,这种物体也可以近似地看作是刚体。在力学中,刚体是质点之外的又一个理想模型。由于刚体是由许多质点构成的特殊系统,因此,我们仍可以用质点的运动规律来加以研究,从而使牛顿力学的研究范围从质点向刚体拓展开来,并对两者研究方法、基本概念和规律的相似性有较深入的理解。本章讨论刚体绕定轴转动,其主要内容有:角速度、角加速度、转动惯量、力矩、转动动能和角动量等物理量,以及转动定律和角动量守恒定律等。4.1刚体定轴运动学:掌握刚体是一个物理模型;掌握描述刚体定轴转动的运动学物理量—角位置、角位移、角速度、角加速度;理解并掌握描述刚体运动状态物理量之间的关系。
4.2刚体定轴转动的力矩:理解刚体转动的原因;掌握力矩的定义式及其物理意义;会用右手螺旋法则判定力矩的方向;
4.3转动惯量、转动定律:掌握刚体转动时具有转动惯量,会计算刚体的转动惯量,知道转动惯量与哪些因素有关;掌握合外力矩使刚体转动时所满足的规律—转动定律及其物理意义。
4.4刚体角动量:1.掌握质点的角动量的定义式及其物理意义;2.掌握刚体角动量的定义式及其物理意义。
4.5角动量定理、守恒:1.掌握刚体定轴转动的角动量定理;2.掌握刚体定轴转动的角动量守恒定律。
4.6力矩做功:1.会计算力矩做功;2.掌握刚体定轴转动的转动动能定理。
[单选题]质量为m长为L的均匀细棒,则相对垂直于棒通过棒边缘转轴的转动惯量为:( ) 选项:[, , , ]
[单选题]一人张开双臂手握哑铃坐在转椅上,让转椅转动起来,若此后无外力矩作用,则当此人收回双臂时,人和转椅这一系统的:( )   选项:[转速不变,转动动能加大;, 角动量加大;                                      , 转速加大,转动动能不变;, 角动量保持不变。]
[单选题]质量为m长为L的均匀细棒,则相对垂直于棒通过棒中心转轴的转动惯量为:( )选项:[, , , ]
[判断题]刚体的平动可以简化为质点来处理。所以质点力学的结论就完全适用于刚体的平动情况。( )选项:[对, 错]
[判断题]内力产生的内力矩对刚体的转动没有影响。( )选项:[错, 对]

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