1 复习题第一章刚体转动1名词解释刚体:如果一个物体在外力作用下,它的各部分之间的距离保持不变,或者它的形状和大小都不发生变化,那这个物体被称为刚体力矩: 力矩是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向转动惯量: 转动惯量是刚体转动惯性的量度,转动惯量越大,刚体的转动惯性就越大进动: 一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转,这种现象被称为进动2填空:(1) 刚体转动的运动学参数是角位移、角速度、角加速度
(2) 刚体转动的力学参数是力矩、转动惯量
(3) 陀螺在绕本身对称轴旋转的同时,其对称轴还将绕竖直回转,这种回转现象称为进动
问答:(1) 有一个鸡蛋不知是熟还是生,请你判断一下,并说明为什么
可以根据两者旋转情况的不同加以辨别
熟鸡蛋内部凝结成固态,可近似为刚体,使它旋转起来后对质心轴的转动量可以认为是不变的常量,鸡蛋内各部分相对转轴有相同的角速度,因桌面对质心轴的摩擦力矩很小,所以熟鸡蛋转起来后
其角速度减小非常缓慢,可以稳定的旋转相当长时间
生鸡蛋内部可近似为非均匀分布的流体,使它旋转时,内部各部分状态变化的难易程度不相同,会因为摩擦而使鸡蛋晃荡,转动轴不稳定,转动惯量也不稳定
使它转动的动能因内部摩擦等因素耗散而不能维持,使转动很快停下来
(2) 地球自转的角速度方向指向什么方向
绕自转轴自西向东的转动(3) 中国古代用指南针导航,现代用陀螺仪导航,请说明陀螺仪导航的原理
陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成,基于角动量守恒的理论
陀螺仪一旦开始旋转,由于转子的角动量,陀螺仪有抗拒方向改变的趋向
物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向
(4) 一个转动的飞轮,如果不提供能量,最终将停下来,试用转动定律解释该现象
刚体的定轴转动定律为M=Jα
转动着的飞轮,不供给能量,它只受阻力矩M的作用,角加速度α 0,即做