刚体的转动

引言一个刚体最普遍的运动是由一个移动和一个转动构成的合成运动。设有一刚体(图1),由起始位置A经过任意运动后到达一最终位置B。设P为刚体在位置A上任意一质点的位置,Q为刚体经过任意运动后该质点所在的新位置。设刚体首先从原有位置A经过平行移动到达虚线所示之位置B′,并使P点移至Q点。这一运动为一纯粹的移动,所有质点的位移都是平行相等的线段。然后我们再将物体由位置B′绕Q点旋转至其最终位置B。设在刚体中取任意两点R′,S′(不与Q点在一直线上),并     

刚体转动实验

新设计的刚体转动实验仪可以观测刚体的转动惯量随其质量、质量分布及转动轴线的位置不同而改变的状况;可以检验刚体的转动定理及转动惯量的平行轴定理;仪器可以改变多种参量,教给学生如何安排实验去检验一个理论公式,以及如何用作图法处理数据去得到所要求的结果等。     

刚体变轴转动中的角动量守恒

角动量守恒定理通常是相对固定转轴而言,对于某些变轴转动的问题(如下文例题),可用冲量矩定理及质心运动定理解答[1],但用角动量守恒定理解答更为简明.因为在变轴过程中,如果冲力作用在新的转轴上,则相对于新的转轴来说,冲力矩为零.因此,相对于新的转轴,变轴前后系统的角动量守恒.问题是:变轴前系统实际上绕原固定轴转动,那么它相对于新固定转轴的角动量怎样计算呢?这要用到下面的一个命题.     

微机在用刚体转动仪测刚体转动惯量实验中的应用

用刚体转动仪测量刚体转动惯量实验所要测量的主要物理量是时间,所测量的实验数据繁多,且要求准确,而后续的实验数据处理计算复杂。本介绍了一种测量时间、计算转动惯量数值两项工作全部由PC机来完成的新方法。     

刚体转动实验的数据处理

刚体转动实验是普通物理实验的重要内容,该实验一般采用的实验装置“刚体转动仪”的构造原理如图所示。 A是具有不同绕线半径r的塔轮,过其质心两边对称地伸出两根有等分刻度的均匀细圆柱B与B′,B与B′上各套有一个质量均为m_0且可以移动的圆柱形重物。这些构件组成可以绕固定轴OO′转动的刚体系。塔轮上绕有质量可以略去不计的细线,通过质量为m′、半径为r′的滑轮与可以改变质量m的砝码相连。当砝码下落时,通过细线对     

刚体转动实验的改进

我们使用北京大学仪器厂生产的转动惯量实验仪进行实验教学.在实验过程中感到有些地方不够完善,如用控制砝码刚好从不遮光的位置下落,这是很难做到的,重复性也不好.在实验中经常是将砝码停止在光电门上方,砝码下落一小段距离后才挡光给出光电信号.这就产生了误差.针对上述问     

刚体转动实验的改进

做刚体转动实验,其实验仪器与用具普遍采用刚体转动实验仪、停表、游标卡尺、米尺等。该实验实验误差较大,其主要原因:(一)用眼睛观察,手动测定产生的偶然误差较大;(二)忽略了刚体定轴转动的阻力矩等产生的系统误差。为了提高该实验     

转动刚体中的动能分布与内力做功

关于加速滚动或转动刚体的动能，有一种意见认为，一部份平动动能转换成绕质心转动动能，是由于静摩擦力等约束反力对前者做“负功”，同时对后者做“正功”的结果．本文认为是由于刚体各质元之间的内力做功．     

刚体转动实验中的误差估计和数据处理

在刚体转动定律研究的实验理论中，常做某种简化，本文将对这种简化产生的系统误差做以估计；本文还将论及如何进行最小二乘法数据处理的教学。     

刚体转动方程的矢量式

就刚体动力学中角动量公式和转动方程进行了分析, 指出转动惯量张量不是常量, 得到了相关的矢量 式, 并分析了一些对公式L=J ω 和M =J β的常见误解     

刚体转动欧勒角演示教具

介绍一种演示刚体转动欧勒角空间结构的教具，结构简单，易于制做，便于携带。     

刚体对瞬心的转动方程

本文是两位在校学生的来稿。他们认真地研究和对比厂近期和早期的力学教材对瞬心动量矩定理作的分析。指出对变动的参考点，动量矩定理一般不成立，应该有一附加项。是参考点相对于惯性系的变动速度，只要参考点变动，就不为零。 文中对细棒下落的例子采用拉格朗日方程处理。对不熟悉分析力学的读者也可以用对质心的动量矩定理或能量方程得到相同的微分方程，同样也说明在这个例子中对瞬心的动量矩定理不适用。（另一种作法见本文后面的注） 两位作者的钻研精神是值得称赞的。欢迎广大学生读者把你们的学习心得和研究成果投寄本刊进行交流讨论。     

变转动惯量刚体转动定律实验研究

通过改进既有的刚体转动实验仪,研究了变转动惯量情况下的刚体转动定律,通过实验结果与理论值进行比较,发现二者在实验误差允许的范围内非常吻合。     

刚体转动实验新测量方法的研究

本实验是用转动惯量实验仪和电脑计时、计速仪来测量数据，用转动定律和平行移动轴定理推导新的线性方程，再用方程中的自变量和变量关系进行画图，成一条斜直线，从而间接地验证了转动定律和平行移轴定理成立，计算出转动惯量的大小。这种测量方法可达到国内较高的测量水平。与原来的测量方法相比，可消除较大部分系统误差和偶然误差，使数据接近真值，测量方便，重复性好，节省时间，效率高，可实现设备资源共享，可以解决实际问题。     

变转动惯量的刚体转动问题分析

从一道变转动惯量刚体的转动问题出发,探讨了如何利用角动量定理来处理变转动惯量的刚体转动问题,并给出了等效转动惯量的证明和正确理解.     

用打点计时器改进刚体转动实验

利用打点计时器对刚体转动实验进行了改进,给出一种测量刚体转动惯量的新方法。     

基于PASCO转动运动传感器测量刚体转动惯量

PASCO转动运动传感器可以精准地测量并实时地记录物体转动时的角速度。在落体法测量刚体转动惯量的实验中,为了提高实验的精度,将PASCO转动运动传感器与刚体转动惯量实验仪相结合,用PASCO转动运动传感器直接测量角速度并计算角加速度。改进后的仪器简化了实验步骤,提高了实验精度。对圆盘、圆环和圆柱试样的转动惯量进行测量,三组实验的相对误差分别为0.2%、0.7%和0.3%,实验结果准确。通过实验结果可得,改进后的实验仪器操作简单且测量精度很高。     

关于刚体绕瞬心的转动方程

对于历年来在《大学物理》上所开展的有关刚体绕瞬心转动问题的讨论作了回顾。