理论力学_动力学复习.ppt
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【思考题】
1.选择题
(1)设刚体的动量为 P ,其质心的速度为v c ,质量为M,
则式 P Mvc 。( )D A、只有在刚体作平动时才成立; B、只有在刚体作直线运动时才成立; C、只有在刚体作圆周运动时才成立; D、刚体作任意运动时均成立;
(2)质点作匀速圆周运动,其动量。( C)
A、无变化;
m Cr
● 均质薄圆盘
JC
1 mr2 2
● 均质细长杆
JC
1 ml2 12
C rm
C
m
l
动力学普遍定理
1、物理量
③ 平行移轴定理
m
Jz1 JzC md2
JOJCm(2l)2
1ml2 3
O
zC
z1
C
d
C
m
l
动力学普遍定理
1、物理量
(5)力的功 ● 常力的功
M1
F M2
v
WFcosS
S
M2
M2
● 变力的功 W12 FdrFcosds
M1
M1
● 重力的功
W 12mg(z1z2)
● 弹性力的功
W12
k 2
(12
22)
动力学普遍定理
1、物理量
(6)动能
● 质点 T 1 mv 2 2
● 定轴转动刚体
T
1 2
J z 2
●
平移刚体
T
1 2
m
v
2 C
● 平面运动刚体 T12mvC2 12JC2
(7)势能
M0
V F dr
T
1 2
J P 2
动力学的主要内容
研究物体的机械运动 与作用力之间的关系
动力学所涉及的研究内容包括:
1. 动力学第一类问题 —— 已知系统的运动,求作用 在系统上的力。
2. 动力学第二类问题 —— 已知作用在系统上的力, 求系统的运动。
动力学普遍定理
动量定理 动量矩定理 动能定理
动力学普遍定理
1、物理量
(1)动量
B、动量大小有变化,但方向不变 C、动量大小无变化,但方向有变化 D、动量wenku.baidu.com小、方向都有变化
(3)一均质杆长为 l,重为P,以角速度绕O轴转动。试确
定在图示位置时杆的动量。( )C
A、杆的动量大小 p P l ,方向朝左 2g
B、杆的动量大小 p P l ,方向朝右
B
3g
C、杆的动量大小 p P l ,方向朝左
作纯滚动。在图示瞬时,OA 的角速度为,则整个系统的动量为多少
?
【解】因为按图示机构,系统可分成3个刚块:OA、AB、和轮B。
首先需找出每个刚块的质心速度:
(1)OA作定轴转动,其质心速度在图示
瞬时只有水平分量v1cx12l1 ,方向水
平向左。
A
(2)AB作瞬时平动,在图示瞬时其质心速
度也只有水平分量 v2cxvAl1 ,方向水
直于盘平面的水平轴转动。设盘从最高位置无初速度地开始绕O轴转
动。求当圆盘中心C和轴O点的连线经过水平位置时圆盘的角速度、
角加速度及O处的反力。
y
【解】(1)用动能定理求角速度。
(5)定轴转动微分方程
JzMze
(6)平面运动微分方程
m xC F x
i
m yC F y
i
JC MC(Fie)
i
动力学普遍定理
(7)动能定理
T2-T1=W12
(8)机械能守恒
TVE常数
2.定理
【思考题】
1.选择题
(1)如图所示,质量为m的质点受力F作用,沿平
面曲线运动,速度为v。试问下列各式是否正确?
为k 的弹簧,若杆运动到水平位置时角速度为零,则初始铅垂位置
(此时弹簧为原长)时,杆端A的速度vA为 多少?
T2-T1=W12
T112JO21213ml2(vlA)2
T2 0
W12
mgl k(l 22
2l)2 2
vA
3kl2 (2 4m
2)23gl
vA
A
C k
O 450
例11-5 如图所示,质量为m,半径为r的均质圆盘,可绕通过O 点且垂
为。则该系统动量主矢的大小为( 3mr 大小为( 3mr)0 ,对点P的动量矩大小
),对轴O的动量矩大小为(13 mr 2 )
,
3
为( )。
7 2
mr
2)0,系统动能为(141
mr
2 2 0
系统动能为( 11 mr 2 2)。
3
例
如图所示系统中,均质杆OA、AB与均质轮的质量均
为m,OA 杆的长度为l1,AB杆的长度为l2,轮的半径为R,轮沿水平面
M
M0作为基准位置,势能为零,称为零势能点。
动力学普遍定理
2.定理
(1)动量定理
(2)质心运动定理
ddptmaFCRe F ( R epmvC)
(3若)若动量F定FReR理e= = 、00质心运则则动定vpC理= =守CC恒
动力学普遍定理
(4)动量矩定理
dLO dt
MOe
2.定理
(LOz Jz)
平向左。
B
O
(3)轮B作平面运动,其质心B的运动轨迹为水平直线,所以B点的速
度方向恒为水平,在图示瞬时
vB,v方A 向水l1平向左。
所p 以xm 1x vpm y 20xv m 3xv 5 2m 1 (l )
所以 p px 52m1l
A
方向水平向左
B
O
动力学普遍定理
[例 题]
图示均质细直杆OA长为l,质量为m,质心C处连接一刚度系数
(2)冲量
pmv p mi vi mvC
i
t
I 0 Fdt
(3)动量矩 L O M O(m ivi) ri mivi
LOzJz
动力学普遍定理
1、物理量
(4)转动惯量
z
① 定义
Jz ri2mi
i
Jz mz2
回转半径
ri
vi
mi
mO
y
x
动力学普遍定理
1、物理量
② 简单形体的转动惯量
● 均质细圆环 JC mr2
a.mddvtF,b.mddvtF
( A)
v
M
F
A、a、b都正确; B、a、b都不正确。
C、a正确,b不正确;D、a不正确,b正确。
n
(2)重量为G的汽车,以匀速v驶过凹形路面。试问汽车过路 面最低点时,对路面的压力如何 ? ( B )
A、压力大小等于G; B、压力大小大于G。 C、压力大小小于G; D、已知条件没给够,无法判断。
6g
D、杆的动量等于零
lO
3
A
[例] 基本量计算 (动量,动量矩,动能)
pmC v16mL
L OJO [1 1m 22 Lm (L 6)2]LO
pmR JO23mR2
pmv
LC JC12mR2
1 mL2
9
LOrCmvCLCr
LOmR vJC 2 3m2 R
T1 2JO2118m2L 2
T1 2JO2
3m2 R 2
4
T1m2v1mR 22
24
A
O
质量为m长为l的均质细长杆,杆端B端
图示行星齿轮机构,已知系杆OA长为2r, 置于水平面,A端铰接于质量为m,半径
质量为m,行星齿轮可视为均质轮,质量 为r的轮O边缘点A,已知轮沿水平面以大
为m,半径为r,系杆绕轴O转动的角速度 小为的角速度作纯滚动,系统的动量