理论力学-动力学：d-ch3 刚体动力学 IA.ppt

第三章 刚体动力学 I
研究内容：平面运动刚体的运动学与动力学问题。
作业：3-1、3-2、3-4
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问题的引出
观察：车轮作什么运动？其运动有什么特点？
观察：机械臂作什么运动？其运动有什么特点？
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问题的引出
O
A
B


刚体的平面运动（plane motion of rigid bodies)：
刚体在运动中，其上任意一点到某一固定平面的距离保持不变。
连杆AB作什么运动？运动有什么特点？
问题：刚体定轴转动是否是属于刚体的平面运动 ？
问题：刚体平移（平动）是否是属于刚体的平面运动？
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问题的引出
驾校里的侧方停车
问题：“侧方停车”为什么不直接开进车位，而是倒车进去？
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§3-1 刚体平面运动的运动学
问题：如果汽车沿直线行驶，车轮作什么运动？
问题：用什么方法研究刚体的平面运动？
平动动系：车身
研究对象：车轮
绝对运动：
相对运动：
牵连运动：
刚体的平面运动是刚体的平移（牵连运动）与刚体的“定轴”转动（相对运动）的合成。
平面运动
定轴转动
直线平移
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§3-1 刚体平面运动的运动学
M
A
把研究刚体的平面运动转化为研究平面图形S 的运动。
S
设刚体作平面运动，其上任意一点到Oxy面的距离保持不变
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§3-1 刚体平面运动的运动学
把研究刚体的平面运动转化为研究平面图形的运动。
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§3-1 刚体平面运动的运动学
问题：如何描述刚体的转动，如何定义平面运动刚体的角速度
角速度：平面图形上任意一直线与某一基准线的夹角随时间的变化率。
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§3-1 刚体平面运动的运动学
一、刚体平面运动的运动方程
如何确定平面图形的位置
A称为基点
A
B
点A、B是平面图形上的任意两点
刚体的角速度和角加速度
刚体的角速度、角加速度与基点的选取无关。
A’
B’
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§3-1 刚体平面运动的运动学
二、平面图形上各点的速度
基点选取得不同，基点的运动方程则不同
但绕不同基点转动的角速度和角加速度完全相同
分析平面运动车轮上某点的运动:
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