❶ 刚体定轴转动定律
刚体定轴转动定律如下:
刚体定轴转动定律是指刚体所受的对于某定轴的合外力矩等于刚体对此定轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。
名称
刚体定轴转动定律(law of rotation)
公式
Mz=Jβ
其中Mz表示对于某定轴的合外力矩,J表示刚体绕给定轴的转动惯量,β表示角加速度。
注意点
定轴转动定律是合外力矩对归纳刚体的瞬时作用规律,公式中各量均需是同一时刻对同一刚体、同一转体而言,否则是没有意义的。在定轴转动中,由于合外力矩Mz和角加速度β的方向均在转轴方位,通常用代数量表示。
力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。即力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线的长度(即力臂)乘以力的大小,其方向则垂直于垂线和力所构成的平面用力矩的右手螺旋法则来确定。
转动惯量(Moment of Inertia),是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯矩)通常以I或J表示,SI单位为 kg·m²。对于一个质点,I=mr²,其中 m 是其质量,r是质点和转轴的垂直距离。
角加速度是质点绕某轴转动时,角速度也可能随时间变化。我们把单位时间内角速度的变化量。
要注意定轴转动定律是合外力矩对归纳刚体的瞬时作用规律,公式中各量均需是同一时刻对同一刚体、同一转体而言,否则是没有意义的。在定轴转动中,由于合外力矩Mz和角加速度β的方向均在转轴方位,通常用代数量表示。
❷ 刚体的定轴转动
概念:定轴转动:定轴转动,即转轴固定不动的转动。刚体定轴转动:刚体内有一直线保持不动的运动,简称转动。这固定的直线称为刚体的转轴。显然,刚体内的其他各点分别在垂直于转轴的各平面内作圆周运动,圆心都在转轴上。刚体转动惯量的大小与下列因素有关:(1)形状大小分别相同的刚体质量大的转动惯量大;(2)总质量相同的刚体,质量分布离轴越远转动惯量越大;(3)对同一刚体而言,转轴不同,质量对轴的分布就不同,转动惯量的大小就不同。刚体定轴转动的运动特点:刚体定轴转动定律:刚体定轴转动定律是指刚体定轴转动定律刚体所受的对于某定轴的合外力矩等于刚体对此定轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。公式:Mz=Jβ其中Mz表示对于某定轴的合外力矩,J表示刚体绕给定轴的转动惯量,β表示角加速度。
❸ 定轴转动刚体惯性大小由什么度量
转动惯量是表示物体发生转动的“惯性”大小的物理量,也称为质量惯性矩。在转动中的作用相当于于平动物体的质量。在刚体定轴转动时,作用于刚体的力矩等于转动惯量与角加速度的乘积,这个公式类似于牛顿第二定律。
❹ 刚体定轴转动
刚体的转速为60r/min,其角速度为多少rad/s?
b、2π
2、刚体的角速度为2π(rad/s),其转速为多少r/min?
b、60
3、刚体作匀速转动时,其角加速度
c、等于零
4、用绳子提一物块,使其上一点沿圆周路径运动,物块作什么运动
b、圆周运动
5、矩形板的四个顶点为a、b、c、d,在a、b两点用两根平行等长的链杆连到基础上,若链杆绕基础作定轴转动,则各点的速度关系是
a、va=vb=vc=vd
第二题、多项选择题(每题2分,5道题共10分)
1、定轴转动刚体上与点的转动半径成正比的物理量是
c、点的速度
d、点的切向加速度
e、点的法向加速度
f、点的全加速度
2、a、b、c三个齿轮组成的定轴转动轮系,它们的节圆半径为a、b、c,b为中间齿轮。如a轮角加速度已知,则c轮角加速度的大小与
b、b无关
d、a有关
f、c有关
3、定轴转动刚体上与转轴垂直相交的直线上,各点的速度与加速度的关系是
a、各点速度按直线规律变化
b、各点加速度按直线规律变化
c、各点速度平行
d、各点速度垂直该直线
e、各点加速度平行
f、各点加速度与该直线夹角相同
4、下列哪种情况刚体作减速转动?
c、ω>0,α<0
d、ω<0,α>0
e、ωα<0
5、描述定轴转动刚体转动快慢的物理量有
b、角速度
c、转速
第三题、判断题(每题1分,5道题共5分)
1、日光灯用两根平行等长的绳吊在天花板上,当在铅垂平面内运动时,它作的是曲线平动。
正确
2、如果定轴转动刚体的角加速度小于零,刚体作减速转动。
错误
3、如果定轴转动刚体的角加速度与角速度乘积小于零,刚体作减速转动。
正确
4、刚体作平动时,刚体上点的运动轨迹可以是平面曲线或空间曲线。
正确
5、刚体作曲线平动时,刚体的角速度和角加速度都不是零。
错误
❺ 刚体转动惯量是什么
刚体转动惯量如下。
刚体定轴转动中的转动惯量,其地位相当于刚体平动中的质量,是衡量刚体抵抗旋转运动的惯性的物理量。或者理解为质量的转动形式。
转动惯量是表征刚体转动惯性大小、衡量刚体抵抗旋转运动的惯性的物理量。其地位相当于刚体平动中的质量,它与刚体的质量以及质量相对于转轴的分布有关。
物理意义
直接理解转动惯量比较抽象,但是我们可以用我们最常见、最直观的质量来做类比。如果我们用同样的力在两个质量不同的物体上作用,质量重的那个物体速度变化慢。
因此质量的物理意义为可以反映出物体平动状态下的惯性:质量越大,则惯性越大,即越难改变平动运动时它的运动状态(从静止开始,质量大的物体比质量小的物体更难被加速)。同理,如果我们用同样的力矩(使物体平动的叫力,使物体转动的叫力矩)作用在物体上想让它转动。
不同的物体转动的角速度变化(类似于平动中的加速度)的快慢也不同,影响角速度变化快慢的这个因素就是转动惯量。即转动惯量反映物体转动下的惯性:转动惯量大的物体角速度难于被改变。
❻ 刚体绕固定轴转动时哪个物理量是转动状态改变的原因
力矩是改变转动状态(即产生角加速度) 的原因。力对物体的力矩越大,表示这个力能使物体越容易发生转动。
力矩是改变转动物体的运动状态的物理量,门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时,必须受到力的作用。但是,我们若将力作用在门、窗的转轴上,则无论施加多大的力都 不会改变其运动状态,可见转动物体的运动状态和变化不仅与力的大小有关,还与受力的方向、力的作用点的影响有关。力的作用点离转轴越远,力的方向与转轴所在平面越趋于垂直,力使转动物体运动状态变化得就越明显。物理学中力的作用点和力的作用方向对转动物体运动状态变化的影响,用力矩这个物理量综合表示,因此,力矩被定义为力与力臂的乘积。力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律,力矩是改变转动物体运动状态的物理量。