§4-1刚体的平动、转动和定轴转动 、刚体( Rigid body)的概念 般情况下,一个物体的运动是很复杂的,它不仅包括平动、转动,有时还有振动。在质点力学的讨 论中,只研究了物体运动中最常见的一种——平动,其他的运动被作为次要的东西暂时忽略了,结果物体 被简化为质点。在质点的平动问题解决以后,平动退居次要地位,质点也从没有形状大小的几何点变为有 形状大小的物体。在实践中我们都知道,物体在力的作用下形状大小都要变化。例如,一块棉花,原来的 形状设为正方形,现在用手可以把它捏成圆形、长方形或其他形状:也可以把他压得很小,放开后它的体 积又可变得较大,总之在力的作用下,它的形状大小都发生了变化。但是在有些问题中,这种变化很不明 显,例如,人们经常爬在桌子上写字,但在短时间内,并没有发现桌子的形状大小有明显的变化。这时就 可以将它的微小变化忽略掉。我们把这样的物体叫刚体。所谓刚体,是指在外力的作用下,形状和大小不 改变的物体。也就是说,物体内部任意两点的距离在运动过程中始终保持不变的物体 刚体是实际物体的一个理想化的物理模型,它是指各部分的相对位置在运动中(无论有无外力作用) 均保持不变的物体。即运动过程中没有形变的物体。(如下图是刚体的实例) 说明 I)刚体和质点一样是一个理想化的物理模型 2)刚体可以看成是由无数质点组成的质点系,在这个质点系中,质点之间的相对位置保持不变。 3)研究方法:先讨论每个质点的运动规律,然后把构成刚体的全部质点的运动加以综合,就可以得 到整个刚体的运动规律。 刚体的运动 前面讨论刚体的一般运动都可以看成是平动和转动(转动又可分为定轴转动和非定轴转动)的叠加 或一种转动与另外一种转动的叠加。下面我们分别讨论 1.平动:刚体上任意两点的连成的直线在运动过程中,其指向或说方位在各个时刻始终保持不变的 运动叫做平动。 刚体平动的特点: 1)、刚体上各点的运动轨迹完全相同