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1、理论力学1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第六章第六章刚体的简单运动刚体的简单运动理论力学2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物理论力学3我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6-6-刚体的平行移动刚体的平行移动1.1.定义定义 刚体内任一直线在运动过程中始终平行于初始位置,刚体内任一直线在运动过
2、程中始终平行于初始位置,这种运动称为平行移动,简称平移。这种运动称为平行移动,简称平移。理论力学4我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物刚体运动时,若在刚体内所作的任一条直线都始终保持刚体运动时,若在刚体内所作的任一条直线都始终保持和自身平行和自身平行 刚体平动刚体平动ABABA B 理论力学5我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物ABo1o2理论力学6我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把
3、它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物理论力学7我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物理论力学8我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3.3.速度和加速度分布速度和加速度分布ddddBABArrvvttddddBABAvvaatt刚体平移刚体平移点的运动点的运动2.2.运动方程运动方程ABrrBA d0dBAt 因为因为所以所以理论力学9我吓了一跳,蝎
4、子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物OABCtllxM sinsintldtdxvMM cos tldtdvaMM sin2 xM理论力学10我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物理论力学11我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6-2 6-2 刚体绕定轴的转动刚体绕定轴的转动2.2.运动方程运动方程 tf转轴转轴
5、:两点连线:两点连线 1.1.定义定义 刚体上刚体上( (或其扩展部分或其扩展部分) )两点保持不动,则这种运动称为两点保持不动,则这种运动称为刚体绕定轴转动,简称刚体的转动。刚体绕定轴转动,简称刚体的转动。转角:转角:单位单位: :弧度弧度(rad)(rad)理论力学12我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3.3.角速度和角加速度角速度和角加速度角速度角速度ddddtt:大小大小方向:逆时针为正方向:逆时针为正22ddddtt角加速度角加速度d0dt0t匀速转动匀速转动0200dcontd12
6、tttt匀变速转动匀变速转动理论力学13我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6-3 6-3 转动刚体内各点的速度和加速度转动刚体内各点的速度和加速度2.2.速度速度vsRR3.3.加速度加速度222nt1ddRRRvaRstva 1.1.点的运动方程点的运动方程sR理论力学14我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4.4.速度与加速度分布图速度与加速度分布图vR422n2tRaaa2nttanaa理
7、论力学15我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物理论力学16我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物理论力学17我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例例000一飞轮绕固定轴一飞轮绕固定轴O转动,其轮缘上任一点的全加速度在某转动,其轮缘上任一点的全加速度在某段运动过程中与轮半径的交角恒为段运动过程中与轮半径
8、的交角恒为6060。当运动开始时,。当运动开始时,其转角其转角 ,角速度为,角速度为 , ,求飞轮的转动方程以及求飞轮的转动方程以及角速度与转角的关系。角速度与转角的关系。理论力学18我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解:解:3tan2ntaa02220111333tdddtddtdtt 3110t0031tdtd0031t0311ln3130e1、取飞轮为研究对象,、取飞轮为研究对象,2、对飞轮的转动进行分析。、对飞轮的转动进行分析。理论力学19我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么
9、把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6-6-轮系的传动比轮系的传动比理论力学20我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6-6-轮系的传动比轮系的传动比 1. 齿轮传动齿轮传动啮合条件啮合条件1122ABRvvR传动比传动比12212211RziRz 理论力学21我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物.带轮传动带轮传动1122AABBrvvvvr12
10、1221rir理论力学22我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物6-5 6-5 以矢量表示角速度和角加速度以矢量表示角速度和角加速度以矢积表示点的速度和加速度以矢积表示点的速度和加速度1.1.角速度矢量和角加速度矢量角速度矢量和角加速度矢量角速度矢量角速度矢量k角加速度矢量角加速度矢量ddddkkttdtd大小大小作用线作用线 沿轴线沿轴线 滑动矢量滑动矢量指向指向 右手螺旋定则右手螺旋定则理论力学23我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,
11、证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.2.绕定轴转动刚体上点的速度和加速度绕定轴转动刚体上点的速度和加速度加速度加速度ddddvarttddddrrttrvntaaM点切向加速度点切向加速度ratM点法向加速度点法向加速度)(nrva速度速度rvvRrsin大小大小方向方向 右手定则右手定则理论力学24我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物已知:已知:刚体绕定轴转动,已知转轴通过坐标原点刚体绕定轴转动,已知转轴通过坐标原点O,角速角速度矢为度矢为 。5sin5cos5 322ttijk 求:
12、求:t =1s时时, ,刚体上点刚体上点M(0,2,3)的速度矢及的速度矢及 加速度矢。加速度矢。1031510ijk 5sin5 cos5322023ijkttvrddarvrvt15753200752ijk例例6-16-1解:解:理论力学25我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物求:求:t dda 一矢量绕一矢量绕z轴以角速度轴以角速度转动,若转动,若 = =常量常量a将矢量的端点将矢量的端点A看成是绕看成是绕z轴作定轴转动刚体上的一点轴作定轴转动刚体上的一点ar AarvraAAAttddd
13、d从而从而例例6-36-3解:解:理论力学26我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物dtdva 点点的的运运动动加速度aanavs匀速000匀变a =C0 a =C直线运动变速0匀速0匀变a =C曲线运动变速dtdva Cv vttfs )(atvv 02021attvs tadtvv00 tvdts0dtdva 2van 2van 2van 2va 22naaa 22naaa Cv tavv 0 tdtavv00 vts 2021tatvs tvdts0理论力学27我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐
14、怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 刚体定轴转动刚体定轴转动转动方程转动方程:角速度角速度:)(tf dtd 22dtddtd 角加速度角加速度:匀速转动匀速转动:匀变速运动匀变速运动:t0t 020021tt 2202 理论力学28我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二二. .解题步骤及注意问题解题步骤及注意问题1.1.解题步骤解题步骤: :弄清题意,明确已知条件和所求的问题。选好坐标系:直角坐标法,自然法。根据已知条件进行微分,或积分运算。用初始条件定积分常数。 对常见的特殊运动,可直接应用公式计算。注意问题:注意问题:几何关系和运动方向。求轨迹方程时要消去参数“t”。坐标系(参考系)的选择。