理论力学B

刘小会

目录

  • 1 静力学公公理及受力图
    • 1.1 静力学公理
    • 1.2 约束和约束力
    • 1.3 物体的受力分析和受力图
      • 1.3.1 习题课1
      • 1.3.2 习题课2
      • 1.3.3 习题测试3
    • 1.4 力学模型与力学简图
  • 2 平面力系
    • 2.1 平面汇交力系
      • 2.1.1 章节测试
    • 2.2 平面力对点之矩-平面力偶
    • 2.3 平面任意力系的简化
    • 2.4 平面任意力系的平衡条件和平衡方程
    • 2.5 物体系的平衡-静定和超静定问题
    • 2.6 平面简单桁架的内力计算
  • 3 空间力系
    • 3.1 空间汇交力系
    • 3.2 力对点的矩和力对轴的矩
    • 3.3 空间力偶
    • 3.4 空间任意力系的简化
    • 3.5 空间任意力系的平衡方程
    • 3.6 物体的重心
  • 4 摩擦
    • 4.1 滑动摩擦
    • 4.2 摩擦角和自锁
    • 4.3 考虑摩擦时物体的平衡问题
    • 4.4 滚动摩阻的概念
  • 5 点的运动学
    • 5.1 矢量法
    • 5.2 直角坐标法
    • 5.3 自然法
    • 5.4 点的速度和加速度在柱坐标和极坐标的投影
    • 5.5 点的速度和加速度在球坐标中的投影
  • 6 刚体的简单运动
    • 6.1 刚体的平行移动
    • 6.2 刚体绕定轴的转动
    • 6.3 转动刚体内各点的速度和加速度
    • 6.4 轮系的传动比
    • 6.5 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
  • 7 点的合成运动
    • 7.1 相对运动-牵连运动-绝对运动
    • 7.2 点的速度合成定理
    • 7.3 牵连运动时平动时点的加速度合成定理
    • 7.4 牵连运动时定轴转动时点的加速度合成定理-科氏加速度
    • 7.5 阶段性测试
  • 8 刚体的平面运动
    • 8.1 刚体平面运动的概述和运动分解
    • 8.2 求平面图形内各点速度的基点法
    • 8.3 求平面图形内各店速度的瞬心法
    • 8.4 用基点法求平面图形内各点的加速度
    • 8.5 运动学综合应用举例
  • 9 质点动力学的基本方程
    • 9.1 动力学的基本定律
    • 9.2 质点的运动微分方程
  • 10 动量定理
    • 10.1 动量与冲量
    • 10.2 动量定理
    • 10.3 质心运动定理
  • 11 动量矩定理
    • 11.1 质点和质点系的动量矩
    • 11.2 动量矩定理
    • 11.3 刚体绕定轴的转动微分方程
    • 11.4 刚体对轴的转动惯量
    • 11.5 质点系相对质心的动量矩定理
    • 11.6 刚体的平面运动微分方程
  • 12 动能定理
    • 12.1 力的功
    • 12.2 质点和质点系的动能
    • 12.3 动能定理
    • 12.4 功率-功率方程-机械效率
    • 12.5 势力场-势能-机械能守恒定律
    • 12.6 普遍定理的综合应用举例
  • 13 对同学们的期望
    • 13.1 对同学们的期望
    • 13.2 第二课时
    • 13.3 第三课时
    • 13.4 第四课时
  • 14 第十四单元
    • 14.1 第一课时
    • 14.2 第二课时
    • 14.3 第三课时
    • 14.4 第四课时
  • 15 第十五单元
    • 15.1 第一课时
    • 15.2 第二课时
    • 15.3 第三课时
    • 15.4 第四课时
  • 16 第十六单元
    • 16.1 第一课时
    • 16.2 第二课时
    • 16.3 第三课时
    • 16.4 第四课时
刚体平面运动的概述和运动分解

§8.1 刚体平面运动的概述和运动分解

一、平面运动

  在运动中,刚体上的任意一点与某一固定平面始终保持相等的距离。

平面运动刚体上的各点都在平行于某一固定平面的平面内运动。

例:沿直线轨道滚动的车轮,平面曲柄连杆机构中AB的运动,平面四杆机构中连杆AB的运动。


二、刚体平面运动的简

              


  如上图一作平面运动的刚体,用一平行于固定面的平面截割刚体得一平面图形,该平面图形内任一点始终在该平面内运动。过图形上任一点作垂直于图形的直线,则当刚体作平面运动时,该直线作平移。因此,平面图形上的点与直线上各点的运动相同。因此平面图形上各点的运动可以代表刚体内所有点的运动。

  刚体的平面运动可简化为平面图形S在其自身平面内的运动。

三、平面运动的分解

                    


  平面图形在其平面上的位置完全可由图形内任意线段的位置来确定,而要确定此线段在平面内的位置,只需确定线段上任意一点的位置及线段与x轴夹角即可。

1、平面图形的运动方程:

                 xo’=f1()yo'= f2()j= f3()

2、平面运动的分解

  运动方程分两部分:一部分是按O’点运动方程的平移,没有转动;另一部分是绕O’点的转动。

  基点—平面图形上任取一点O’,其上安上平移参考系oxy,一般oxy与定坐标系oxy各轴平行。

  平面图形的平面运动可看成为随基点的平移和绕基点转动这两部分运动的合成。

       


  例沿直线轨道滚动的车轮:(见上图)

  可取车厢为动参考体,以轮心为原点建立动参考系。 车轮的平面运动=车厢的平移+车轮绕O的转动,单独的轮子作平面运动时,可在轮心固连平移参考系,同样可把轮子的平面运动分解为平移和转动的合成。

3、基点选择不同,对运动分解的影响

       


  图中连杆AB作平面运动,可取点AB为基点,A作圆周运动,点B作水平直线运动,因此,平面图形上基点选择不同,其动参考系的平移是不同的,其速度和加速度是不相同的。

  由图,AB连线绕A点和绕B点的转角,任一时刻相同,因此其角速度、角加速度也必然相同。

结论:平面运动可取任意基点分解为平移和转动,其中平移的速度和加速度与基点的选择有关,而平面图形绕基点转动的角速度和角加速度与基点的选择无关。