51--剛體運(yùn)動(dòng)的描述ppt課件

1、剛體運(yùn)動(dòng)的描畫(huà)剛體運(yùn)動(dòng)的描畫(huà) 剛體的根本運(yùn)動(dòng)可以分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，剛體的剛體的根本運(yùn)動(dòng)可以分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，剛體的各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)都可以看成是這兩種運(yùn)動(dòng)的合成。各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)都可以看成是這兩種運(yùn)動(dòng)的合成。 剛體的平動(dòng)是指剛體在運(yùn)剛體的平動(dòng)是指剛體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其中恣意兩點(diǎn)的連動(dòng)過(guò)程中其中恣意兩點(diǎn)的連線一直堅(jiān)持原來(lái)的方向或線一直堅(jiān)持原來(lái)的方向或者說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)的各個(gè)時(shí)辰一者說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)的各個(gè)時(shí)辰一直堅(jiān)持彼此平行。直堅(jiān)持彼此平行。 特點(diǎn)：其中各點(diǎn)在恣意一樣的時(shí)間內(nèi)具有一樣的位特點(diǎn)：其中各點(diǎn)在恣意一樣的時(shí)間內(nèi)具有一樣的位移和運(yùn)動(dòng)軌跡，也具有一樣的速度和加速度。因此移和運(yùn)動(dòng)軌跡，也具有一樣的速度和加速度。因此剛體上任一

2、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都可代表整個(gè)剛體的運(yùn)動(dòng)。剛體上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)都可代表整個(gè)剛體的運(yùn)動(dòng)。平動(dòng)的剛體可看作質(zhì)點(diǎn)。平動(dòng)的剛體可看作質(zhì)點(diǎn)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)比較復(fù)雜，我們只研討定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)比較復(fù)雜，我們只研討定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)是指剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)是指剛體上各點(diǎn)都繞同不斷線剛體上各點(diǎn)都繞同不斷線作圓周運(yùn)動(dòng)，而直線本身作圓周運(yùn)動(dòng)，而直線本身在空間的位置堅(jiān)持不動(dòng)的在空間的位置堅(jiān)持不動(dòng)的一種轉(zhuǎn)動(dòng)，這條直線稱為一種轉(zhuǎn)動(dòng)，這條直線稱為轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸。剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)：剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)： 1. 1.剛體上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在作圓周運(yùn)動(dòng)，但各質(zhì)點(diǎn)圓周剛體上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在作圓周運(yùn)動(dòng)，但各質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不一定相等。運(yùn)動(dòng)的半徑不一定相

3、等。 2. 2.各質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的平面垂直于轉(zhuǎn)軸線，圓心在軸各質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的平面垂直于轉(zhuǎn)軸線，圓心在軸線上，這個(gè)平面我們稱為轉(zhuǎn)動(dòng)平面。線上，這個(gè)平面我們稱為轉(zhuǎn)動(dòng)平面。 3. 3.各質(zhì)點(diǎn)的位矢在一樣的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度是一樣的。各質(zhì)點(diǎn)的位矢在一樣的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度是一樣的。o 描寫(xiě)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位置的物理量。描寫(xiě)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位置的物理量。Px在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)，過(guò)在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)，過(guò)O O點(diǎn)作點(diǎn)作一極軸，設(shè)極軸的正方向一極軸，設(shè)極軸的正方向是程度向右，那么是程度向右，那么OPOP與與極軸之間的夾角為極軸之間的夾角為。1.1.角坐標(biāo)角坐標(biāo) 根據(jù)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的特點(diǎn)，我們用角量來(lái)描畫(huà)剛根據(jù)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的特點(diǎn)，我們用角量來(lái)描畫(huà)

4、剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)較為方便，而且只需描寫(xiě)轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)較為方便，而且只需描寫(xiě)轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)從圓心到某一質(zhì)點(diǎn)矢徑的轉(zhuǎn)動(dòng)情況就足夠了。從圓心到某一質(zhì)點(diǎn)矢徑的轉(zhuǎn)動(dòng)情況就足夠了。 角稱為角坐標(biāo)或角位置。角稱為角坐標(biāo)或角位置。角坐標(biāo)為標(biāo)量。但可有正負(fù)。角坐標(biāo)為標(biāo)量。但可有正負(fù)。2.2.角位移角位移描寫(xiě)剛體位置變化的物理量。描寫(xiě)剛體位置變化的物理量。角坐標(biāo)的增量：角坐標(biāo)的增量：稱為剛體的角位移稱為剛體的角位移xyP p2v1vR3.3.角速度角速度描寫(xiě)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢和方向描寫(xiě)剛體轉(zhuǎn)動(dòng)快慢和方向的物理量。的物理量。tt0limdtd角速度角速度方向：滿足右手定那么，沿剛體轉(zhuǎn)動(dòng)方向右旋大拇指指方向：滿足右手定那

5、么，沿剛體轉(zhuǎn)動(dòng)方向右旋大拇指指向。向。 角速度是矢量，但對(duì)于剛體定軸角速度是矢量，但對(duì)于剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的方向只需兩個(gè)，在表轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的方向只需兩個(gè)，在表示角速度時(shí)只用角速度的正負(fù)數(shù)值示角速度時(shí)只用角速度的正負(fù)數(shù)值就可表示角速度的方向，不用用矢就可表示角速度的方向，不用用矢量表示。量表示。剛體上任一質(zhì)元的速度表示為：剛體上任一質(zhì)元的速度表示為：rvvr4.4.角加速度角加速度tt0limdtdrv,rdtdrdtdvat剛體上任一質(zhì)元的切向加速度和法向加速度表示為：剛體上任一質(zhì)元的切向加速度和法向加速度表示為：22,rrvan00 角加速度是矢量，但對(duì)于剛體角加速度是矢量，但對(duì)于剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度的方向只需兩定軸轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度的方向只需兩個(gè)，在表示角加速度時(shí)只用角加個(gè)，在表示角加速度時(shí)只用角加速度的正負(fù)數(shù)值就可表示角加速速度的正負(fù)數(shù)值就可表示角加速度的方向，不用用矢量表示。度的方向，不用用矢量表示。闡明：闡明： 角坐標(biāo)、角位移、角速度角坐標(biāo)、角位移、角速度和角加速度等角量是用來(lái)描畫(huà)定軸和角加速度等角量是用來(lái)描畫(huà)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的整體運(yùn)動(dòng)，也可用來(lái)描轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的整體運(yùn)動(dòng)，也可用來(lái)描畫(huà)質(zhì)點(diǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)；畫(huà)質(zhì)點(diǎn)的曲線運(yùn)動(dòng)；位矢、位移、速度、加速度等線位矢、位移、速度、加速度等線量是用來(lái)描畫(huà)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。量是用來(lái)