刚体定点运动时角速度与角动量的关系

本文讨论了刚体作定点运动时,如何选择转动瞬轴和确定角速度,并找寻它们与角动量的关系.根据刚体相对不同瞬时转轴的不同运动状态,利用相应的刚体运动的基本定律,即可解决一些刚体作定点运动的问题.     

刚体平面平行运动动力学的“瞬时轴”法问题

一些物理学教本,如顾建中先生编的普通物理学,在研究刚体平面平行运动时,对刚体的纯滚动问题曾提出一种所谓“瞬时轴”的研究方法。这种方法的中心意思是,将刚体的滚动看为绕瞬时轴的纯转动,并对瞬时轴可以运用转动定律。换句话说,就是在研究刚体纯滚动的动力学问题时,在任何时刻,都可把刚体绕瞬时轴的转动当作绕固定轴的转动来处理。所谓“瞬时轴”,平常理解为其上各点的瞬时速度为     

均质并有对称面的刚体转动惯量的一个定理

提出并证明了一个关于刚体转动惯量的新定理.该定理指出具有对称面的均质刚体,当位于与对称面垂直的某个平面上的转轴满足特定条件时,转动惯量大小与位于该平面上的转轴方向无关.     

刚体平面平行运动动力学的“瞬时轴”法问题

一些物理学教本,如顾建中先生编的普通物理学,在研究刚体平面平行运动时,对刚休的纯滚动问题曾提出一种所谓“瞬时轴”的研究方法。这种方法的中心意思是,将刚体的滚动看为绕瞬时轴的纯转动,并对瞬时轴可以运用转动定律。换句话说,就是在研究刚体纯滚动的动力学问题时,在任何时刻,都可把刚体绕瞬时轴的转动当作绕固定轴的转动来处理。所谓“瞬时轴”,平常理解为其上各点的瞬时速度为0的轴。经研究表明,这方法不是普遍正确的,而是有条件的。     

刚体转动惯量综合演示仪在教学上的应用

为了更加清楚地演示决定刚体转动惯量大小的因素,我们设计了刚体转动惯量综合演示仪。该装置不仅可以演示而且可以测量几种典型形状的刚体在斜面上纯滚动的快慢,进而还可以改变杆状刚体的转轴位置来观察刚体转动快慢的变化。通过实验验证了刚体在斜面上纯滚动的时间与转动惯量的关系及转轴位置对转动惯量的影响,有助于学生对转动惯量的理解与学习。     

基于电力线载波与TCP/IP协议的刚体转动惯量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验装置,在实验中,通过增加标准刚体试件,把细线拉力对转轴摩擦力矩的影响考虑进去,大幅度地提高了实验测试精度,另外,利用电力线载波通讯网络,将转动惯量测量仪采集的时间数据传输到PC机中,再经过PC机端数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其它与刚体有关的物理量计算、显...     

关于刚体定轴转动的一点讨论

给出了刚体绕固定轴转动时,刚体的质心到转轴的距离、刚体对固定轴的回转半径及等值摆长三者之间的大小关系。     

基于RS485协议的刚体转动惯量测量实验系统的设计

介绍了一种新的测量刚体转动惯量的实验方法与实验系统.在测量刚体转动惯量的物理实验中,通过增加标准刚体试件,把细绳拉力对转轴摩擦力矩的影响考虑进去,大幅度地提高了实验测试精度.另外,本作品将转动惯量测量仪采集的时间数据通过由RS485协议组成的通信网络输入到PC中,再经过编写的数据处理软件,快速准确地将待测刚体的转动惯量以及其他与刚体有关的物理量计算、显示出来,便于老师与学生的互动.     

刚体转动惯量的质量投影法

根据转动惯量的定义,提出了计算转动惯量的质量投影法,应用质量投影法讨论了六面体、椭圆盘、圆柱、圆台等几种特殊形状均质刚体对转轴的转动惯量.     

三线扭摆法测转动惯量实验误差研究

(一)引言一般说来,研究刚体绕固定轴转动的问题,可归结为下面的力学问题:座标原点选在刚体沿固定转轴的某点,三根座标轴沿主轴方向。ω沿固定转轴,N_外是对于原点计算的外力矩。I_x、I_y、I_z是刚体的转动惯量,计算或测量这些惯量是求解方程(1)的必要条件。在一些技术研究、设计工作中,     

均质圆环胎刚体的转动惯量

根据转动惯量的定义,运用计算转动惯量的质量投影法,计算了均质圆环胎刚体对转轴的转动惯量.     

均质椭圆柱面刚体转动惯量的计算

根据转动惯量的定义,运用计算转动惯量的质量投影法,计算了均质椭圆柱面刚体对转轴的转动惯量.     

一般运动刚体的瞬时螺旋轴

本文导出了一般运动刚体的速度最小值、速度量小值点的位矢、速度最小值点加速度的数学表达式．通过这些公式的讨论验证了一般运动刚体瞬时螺旋轴的存在，给出了清晰的物理图象和几何图象；把潘索定理推广到刚体的一般运动情形，给出了一般运动刚体上任一点速度的又一求法．作为其特例讨论了刚体的定点转动和平面平行运动．     

对称性刚体的转动惯量

通过理论分析导出了垂直于椭圆环平面且过中心转轴的转动惯量表达式,利用级数展开求出近似解,并利用此方法估算出垂直于四叶玫瑰线平面且过中心转轴的转动惯量,为计算工程物理中刚体的转动惯量提供参考。     

基于角动量参考点选择的碰撞问题求解方法

对有关质点与无固定转轴的线状刚体发生碰撞的问题,通过选择不同的参考点进行一题多解,验证了“在应用角动量守恒定律列方程时可以任意选择特殊位置作为参考点”;论证了杆球连接体的角动量可用转动惯量表示的条件.     

落体法测量刚体转动惯量实验中引起测量值偏离的因素分析

测量并分析了落体法测量刚体转动惯量实验中拉绳与转轴的不垂直对刚体转动惯量测量值偏离的影响,得出了转动体系在阻力矩作用下的角加速度与转速的关系.该值偏离的测量与分析可作为刚体转动惯量实验的拓展性、创新性实验内容,有利于启发学生实验思维和培养学生实验创新意识.     

关于刚体定轴转动定律

普通物理教材中,都把刚体对某定轴的转动惯量Jx,角加速度a和外力短Mx之间的关系 Mx=Jx·a(1)称为刚体的定轴转动定律。如果讨论的范畴如教材所限,仅包括刚体统对称轴及主轴的转动,公式(1)无疑名符其实。然而实际上刚体的定轴转动还包括更复杂的情形,因此在讲授这部分内容时,还有必要作一些说明: 公式(1)只描述了刚体沿转轴方向的几个物理量间的关系,它没有也不足以描述一般刚体定轴转动的全貌。 比如说,根据(1)式,着刚体绕某定轴匀速转动,因为角加速度a=0,应有Mx=0。这是完全正确的,但若认为凡做匀速定轴转动的刚体必不受任何外力矩作用,…     

定轴转动中打击中心位置分析

刚体定轴转动的打击中心是一个很重要的力学概念,但在很多《大学物理》教材中都没有介绍.本文以一根质量均匀分布的细杆绕端点作定轴转动为例,首先从动力学的角度,分析刚体的受力和力矩,根据动力学方程,分别计算出打击中心位置;然后从运动学角度出发,以转轴O点的切向速度和切向加速度等于零为条件,再分别寻找打击中心的位置.计算结果表明:上述4种方法得出的刚体打击中心位置是相同的.最后简介刚体打击中心在体育运动、日常生活中一些应用.     

极坐标下椭圆环和椭圆盘刚体的转动惯量

本文在平面极坐标下计算了匀质椭圆环和椭圆盘刚体对过焦点和过中心且垂直于环、盘平面的转轴的转动惯量,并研究了转动惯量随椭圆离心率的变化关系.     

刚体力学教学讨论两则

本文包括对刚体力学中两个教学问题的讨论：（１）关于有限转动不矢量的论证；指出论证中所用的有限转动的转轴不应是空间固定轴，而应是本体固定轴。（２）刚体定点转动的自转轴和转动瞬轴；分析了两者在物理意义上的不同。