巧用质心概念证明平行轴定理AN INGENIOUS PROOF OF THE PARALLEL AXIS THEOREM USING THE CONCEPT OF CENTER OF MASS
刘玉颖,赵云,李春燕,王学进,何志巍
摘要(Abstract):
大学物理教学中,关于转动惯量的平行轴定理具有很重要的应用价值。它能够拓展人们关于转动惯量的认识,在理论计算和工程技术中均有重要的应用。本文中我们利用质心概念通过几种不同的方法巧妙地证明平行轴定理,几种方法难易程度不同,当质心的位置位于坐标原点时,学生更容易理解平行轴定理的推导过程。同时利用质点系动能定理推导也是一种很新颖的方法。
关键词(KeyWords): 质心;转动惯量;平行轴定理
基金项目(Foundation): 北京高等教育本科教学改革创新项目(202010019004):农林专业理科强基3+1核心能力体系研究;; 教育部高等学校大学物理课程教学指导委员会教学研究课题:面向大中小学生物理科学素养和科普教学的研究与实践(WX202419)
作者(Author): 刘玉颖,赵云,李春燕,王学进,何志巍
参考文献(References):
- [1] 刘克哲.物理学[M].4版.北京:高等教育出版,2005:97.LIU K Z.Physics[M].4th ed.Beijing:Higher Education Press,2005:97.(in Chinese)
- [2] 马文蔚.物理学[M].6版.北京:高等教育出版,2014:115.MA W W.Physics[M].6th ed.Beijing:Higher Education Press,2014:115.(in Chinese)
- [3] 程守洙,江之永.普通物理学[M].7版.北京:高等教育出版,2016:121.CHENG S Z,JIANG Z Y.General physics[M].7th ed.Beijing:Higher Education Press,2016:121.(in Chinese)
- [4] 王凤林.由两个转动定律导出了平行轴定理和柯尼希定理[J].大学物理,2006,25(9):17-17.WANG F L.Parallel axis theorem and Konig theorem deduced from the two laws of rotation[J].College Physics,2006,25(9):17-17.(in Chinese)
- [5] 俞琛.平行轴定理的正确运用[J].大学物理,1988,1(2):15-15.YU C.The correct application of the parallel axis theorem[J].College Physics,1988,1(2):15-15.(in Chinese)
- [6] 邱菊,刘宇星,孔炎.用扭摆验证转动惯量平行轴定理的新方法[J].大学物理,2006,25(9):37-38,58.QIU J,LIU Y X,KONG Y.A new method using torsion pendulum to verify the parallel axis theorem[J].College Physics,2006,25(9):37-38,58.(in Chinese)
- [7] 闫敏,戴语琴,袁俊,等.转动惯量平行轴定理验证实验的改进方案[J].大学物理,2020,39(5):66-69.YAN M,DAI Y Q,YUAN J,et al.An improvement to the verification of parallel axis theorem for moment of inertia[J].College Physics,2020,39(5):66-69.(in Chinese)
- [8] TIPLER P A,MOSCA G.Physics for scientists and engineers with modern physics[M].6th ed.FREEMAN W H and Company,2008:297-298.
- [9] SERWAY R A,JEWETT J W Jr.Physics for scientists and engineers with modern physics[M].8th ed.Cengage Learning,2010:288-289.
- [10] YOUNG H D,FREEDMAN R A.University physics with modern physics[M].15th ed.Pearson Education Limited,2020:315-316.