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1、第二節第二節轉動力矩轉動力矩)(vm21)(一、轉動力矩一、轉動力矩質心的動能等于各質心的動能等于各質點動能之和。質點動能之和。與平動動能比較與平動動能比較221)(質心的動能質心的動能相當于描寫轉動慣性的數學量相當于描寫轉動慣性的數學量轉動力矩的定義:轉動力矩的定義:單位:單位:千克千克米米24.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/一、轉動力矩一、轉動力矩轉動力矩4.質心的轉動力矩質心的轉
2、動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算質心的轉動力矩與什么數學量有關?質心的轉動力矩與什么化學量有關?.與質心質量有關。與質心質量有關。.與質量對軸的分布有關。與質量對軸的分布有關。.與軸的位置有關。與軸的位置有關。二.質量連續分布質心的轉動力矩估算1.估算公式估算公式4.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算r例例1:在無質輕桿的在無質輕桿的b處處3b處各系質量處各系質量為為2m和和m的質點,可繞的質點,可繞o軸轉動,求:軸轉動,求:質點系的轉動力矩質點系的轉動力矩J。解:解:由轉動力矩的定
3、義由轉動力矩的定義2)3(2bmmb.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算例例2:長為長為l、質量為、質量為m的勻質細桿,繞的勻質細桿,繞與桿垂直的剛體軸轉動,求轉動力矩與桿垂直的剛體軸轉動,求轉動力矩J。mlo細桿為線質量分布幾種常見剛體的轉動慣量,單位長細桿為線質量分布,單位寬度的質量為:度的質量為:lm構建座標系,座標原點選在剛體處。構建座標系,座標原點選在剛體處。分割質量元分割質量元dm,厚度為寬度為dx,.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩
4、的估算/2/2/2//2/4.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算例例3:長為長為l、質量為、質量為m的勻質細桿,繞的勻質細桿,繞細桿一端軸轉動,求轉動力矩細桿一端軸轉動,求轉動力矩J。解:解:細桿為線質量細桿為線質量分布,單位寬度的分布,單位寬度的質量為:質量為:構建座標系,座標原點選在邊沿處。分構建座標系,座標原點選在邊沿處。分割質量元割質量元dm,厚度為寬度為dx,dxdm4.質心的轉動力矩質心的轉動力矩
5、/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算lx0.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算例例4:直徑為直徑為R質量為質量為M的圓環,繞垂直的圓環,繞垂直于圓環平面的剛體軸轉動,求轉動力矩于圓環平面的剛體軸轉動,求轉動力矩J。RMo解:解:分割質量元分割質量元dm圓環上各質量元到圓環上各質量元到軸的距離相等,軸的距離相等,.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/二、轉動力矩的估算二、轉動力矩的估算薄圓盤轉軸通過薄圓盤轉軸通過中心與
6、盤面垂直中心與大盤垂直r2r1圓筒轉軸沿幾何軸圓筒轉軸沿幾何軸)(三、典型的幾種質心的轉動力矩三、典型的幾種質心的轉動力矩4.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/三、典型質心的轉動力矩三、典型質心的轉動力矩lr圓錐體轉軸沿幾何軸圓錐體轉軸沿幾何軸lr圓錐體轉軸通過圓錐體轉軸通過中心與幾何軸垂直中心與幾何軸垂直.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/三、典型質心的轉動力矩三、典型質心的轉動力矩l細棒轉軸通過細棒轉軸通過中心與棒垂直中心與棒垂直l細棒轉軸通過細棒轉軸通過端點與棒垂直端點與棒垂直32mlJ4.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/三、典型質心的轉動力矩三、典型質心的轉動力矩2r圓球轉軸沿半徑圓球轉軸沿半徑2r球殼轉軸沿半徑球殼轉軸沿半徑4.質心的轉動力矩質心的轉動力矩/三、典型質心的轉動力矩三、典型質心的轉動力矩四、平行軸定律四、平行軸定律定律敘述:定律敘述:質心繞平行于剛體軸的轉動慣質心繞平行于剛體軸的轉動力矩量J幾種常見剛體的轉動慣量,等于繞剛體軸的轉動慣