《运动学与动力学仿真》实验指导书
动力学实验实验报告
一、实验目的1. 理解动力学基本原理，掌握动力学实验的基本方法。
2. 通过实验验证牛顿第二定律，即物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与它的质量成反比。
3. 学习实验数据的采集、处理和分析方法。
二、实验原理牛顿第二定律是经典力学中的基本定律，其数学表达式为：F = ma，其中F为作用在物体上的合外力，m为物体的质量，a为物体的加速度。
三、实验设备1. 动力实验台2. 测力计3. 速度传感器4. 电脑数据采集系统5. 实验用小车及砝码四、实验步骤1. 准备实验器材：将实验台上的小车放置在水平轨道上，确保小车能够自由滑动。
2. 连接数据采集系统：将测力计、速度传感器和电脑数据采集系统连接好，确保各部分工作正常。
3. 实验数据采集：a. 将砝码挂在小车后端，记录小车初始位置。
b. 打开数据采集系统，启动小车，同时开始记录小车运动过程中的速度和测力计的示数。
c. 当小车运动至预定距离时，停止小车，记录此时的速度和测力计的示数。
4. 数据处理：a. 根据实验数据，绘制小车速度与时间的关系图，计算小车的加速度。
b. 根据牛顿第二定律，计算作用在小车上的合外力。
c. 比较计算得到的合外力与实验测得的力，分析误差来源。
五、实验结果与分析1. 速度与时间关系图：根据实验数据绘制速度与时间关系图，观察小车运动规律，发现小车在实验过程中呈匀加速直线运动。
2. 加速度计算：根据速度与时间关系图，计算小车的加速度，得到加速度a =2.5 m/s²。
3. 合外力计算：根据牛顿第二定律，计算作用在小车上的合外力F = ma = 2.5kg × 1 m/s² = 2.5 N。
4. 误差分析：实验过程中，误差主要来源于以下方面：a. 测力计的精度；b. 速度传感器的精度；c. 数据采集过程中的误差；d. 实验操作过程中的人为误差。
六、实验结论通过本次实验，验证了牛顿第二定律的正确性，掌握了动力学实验的基本方法。
理论力学实验指书(定稿)
实验四非均质复杂物体转动惯量的测定
一、实验目的：
1．通过实验加深对转动惯量的理解；
2．掌握用等效方法求非均质摇臂的转动惯量；
3．了解等效原理的应用。
二、实验仪器和设备：
1．ZME—1理论力学多功能实验装置；
2．薄质圆盘“三线摆”2个；
3．不规则物体（发动机摇臂）1个；
四、实验方法和步骤：
1．拧松实验台右边的转轮锁紧开关，摇动手轮，将右边的一个圆盘往下放；
2．用水平尺测量摆线长，使圆盘下降至线长为30cm处，锁紧手轮；
3．给圆盘一个微小的摆角（小于6度），自然释放。用秒表测取10个摆动周期
的时间，并记录；
4．再使圆盘下降10cm，重复上述步骤3；
5．重复上述步骤3和4，直至摆线长为60cm位置。
六、注意事项：
1．不规则物体的轴心应与圆盘的中心重合；
2．三线摆的原始偏转角应小于或等于6度角；
3．两个三线摆的摆线长度应一致；
4．实际测试时，三线摆不应有较大幅度的平动。
七、思考题：
1．如果不规则物体的轴心与圆盘的中心不重合，将对测量误差有何影响？
2．如果不规则物体的轴心与其本身的重心不重合，将对测量误差有何影响？
把磅秤和支架放在台上把连杆的一端放在支架上另一端放在磅秤上使连杆的曲轴中心对准中心位置并利用积木块调节连杆两端的高度使它呈水平记录此时磅秤的读数
理论力学
实验指导书
机械工程系
余江沈小云编
广东海洋大学
2007年4月
前 言
科学和经济的发展，市场经济体系的建立，人才聘用的市场化，都对大学生的实际能力提出了很高的要求。培养和训练大学生的分析问题、解决问题的能力，培养和训练大学生的实践动手能力，是课程建设和课程教学的基本目标，为此，我们突破长期以来《理论力学》课程教学无实验的状态，初步建设了理论力学实验室，开展了《理论力学》实践教学活动。
运动学分析与仿真实践教案
运动学分析与仿真实践教案教案标题：运动学分析与仿真实践教案教学目标：1. 了解运动学分析的基本概念和原理。
2. 掌握运动学分析的常用方法和工具。
3. 能够运用仿真软件进行运动学分析实践。
4. 培养学生的动手能力和问题解决能力。
教学内容：1. 运动学分析的基本概念和原理a. 运动学和动力学的区别b. 运动学分析的基本术语和坐标系c. 运动学分析的常用方法和技巧2. 运动学分析的常用工具a. 运动学分析软件的介绍和使用b. 运动学分析仪器的使用和操作3. 运动学分析的实践案例a. 分析简单机械运动的运动学参数b. 分析复杂机械系统的运动学特性c. 运用仿真软件进行运动学分析实践教学步骤：1. 导入环节a. 引入运动学分析的重要性和应用领域b. 激发学生对于运动学分析的兴趣和好奇心2. 知识讲解a. 通过讲解和示意图介绍运动学分析的基本概念和原理b. 介绍常用的运动学分析方法和工具，并进行实例说明3. 实践操作a. 分组进行实验，使用运动学分析仪器对简单机械进行运动学分析b. 引导学生观察、记录和分析实验数据，并计算运动学参数c. 学生使用仿真软件对复杂机械系统进行运动学分析实践4. 结果展示与讨论a. 学生展示实验结果和仿真分析报告b. 教师引导学生对结果进行讨论和分析，总结经验和教训5. 拓展应用a. 提供一些与运动学分析相关的实际案例，让学生思考如何运用所学知识解决问题b. 鼓励学生进行创新思考，提出自己的运动学分析实践方案6. 总结归纳a. 教师对本节课的重点内容进行总结和归纳b. 引导学生思考运动学分析对于工程设计和科学研究的重要性教学评估：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与程度和提问情况。
2. 实验报告和仿真分析报告评估：评估学生对实验结果和仿真分析的理解和总结能力。
3. 课后作业：布置与运动学分析相关的练习题和思考题，评估学生对于知识的掌握程度和应用能力。
教学资源：1. 运动学分析软件和仿真软件2. 运动学分析仪器3. 实验材料和简单机械模型4. 课件和教学PPT教学延伸：1. 进一步学习动力学分析的方法和工具，深入了解机械系统的运动规律。
机械动态仿真实验指导
《机械动态仿真》实验指导书一．课程简介机械动态仿真是为机械工程等相关专业开设的一门技术基础课，主要介绍基于MATLAB软件平台的机械运动仿真模块SimMechanics和Simulink的应用，目的在于培养学生了解和掌握机械动态仿真的基本理论、仿真方法及技术，为将来从事机械产品动态特性分析奠定基础。
二．课程实验目的实验目的：熟悉和掌握MATLAB软件的函数编程，掌握基于MA TLAB软件平台的机械仿真模块SimMechanics和Simulink的建模方法、仿真技术。
通过实验教学，使学生学会把实际问题抽象为数学模型、进而建立仿真模型的方法，增强分析和解决实际问题的能力。
三．实验方式与基本要求实验方式：学生独立在计算机上进行MATLAB软件编程，建立四连杆机构、曲柄滑块机构、二连杆平面机器人等机构的数学模型，进而建立基于Simulink和SimMechanics 动态仿真模型，设置仿真运行参数，观察不同参数下的仿真结果。
基本要求：1．为保证实验顺利进行，要求学生掌握MATLAB语言的基础知识；2．由指导教师讲清实验的基本要求、目的、建模要点及注意事项；3．要求学生严格遵守实验课守则，认真实验，按时完成实验报告。
四．实验报告每个实验均应撰写实验报告。
实验报告内容应包括：实验名称、目的、内容、实验结果分析等。
鼓励学生以小论文形式整理和撰写实验报告。
五．考试（考核）方法与规定本课程的实验考核采取理论测试与操作考核相结合方式，并考虑平时实验及实验报告完成情况，按百分制综合平定成绩。
实验1-1 小车弹簧系统的运动仿真参考书图6-17 质量-阻尼-弹簧机械系统的仿真。
应用牛顿定律可以用数学模型描述：)11(22-=++uky dt dy f dty d m式中，y 是质量m 的位移；u 为作用质量m 上的力。
采用现代控制理论的状态方程，可以将单自由度的二阶微分方程写成两个一阶微分方程： 设 x1=y, x2=dy/dx, 则有⎪⎭⎪⎬⎫+--==m u x m f x m k dt dx x dt dx 21221 （1-2）根据（1-2）的数学模型即可编制仿真程序，之后即可上机调试运行。
《机械系统运动学与动力学仿真分析》课程教学大纲
编码：ME06094Code: ME06094课程名称：机械系统运动学与动力学仿真分析Course Title: Simulated Analysis of MechanicalSystem Kinematics and Dynamics课程类别：专业选修Course category: Elective Course in Specialty 学分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院Offering College/School: College ofMechanical & Vehicle Engineering课程描述: 本课程是为机械制造及自动化专业学生开设的专业选修课，以理论力学、机械原理为先导课程。
本课程主要包括机械系统动力学仿真分析原理、仿真模型的建立与调试、参数化分析方法等内容。
学生需要了解机械系统动力学仿真分析的基本原理，掌握机械系统动力学模型的建模方法，并能运用课程知识对简单机械系统进行动力学仿真分析。
通过学习本课程，学生学会机械系统的建模和动力学仿真分析方法，获得应用相关科学原理对工程问题进行研究的能力。
Course description:This is a professional elective course for students majoring in mechanical manufacturing and automation, guided by theoretical mechanics and mechanical principles. This course mainly includes the principles of mechanical system dynamics simulation and analysis, the establishment and debugging of simulation models, and the method of parametric analysis. Students need to understand the basic principles of mechanical system dynamics simulation analysis, master the modeling method of mechanical system dynamics model, and use the knowledge of curriculum to perform dynamic simulation analysis of simple mechanical systems. By studying this course, students learn the modeling and dynamic simulation analysis methods of mechanical systems, and obtain the ability to apply the relevant scientific principles to study engineering problems.课程内容课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1.能够运用所学工程知识，设计满足动力学需求的机械系统（毕业要求3.2）。
运动仿真测量实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着计算机技术的飞速发展，运动仿真技术在体育科学、运动医学、机械设计等领域得到了广泛应用。
运动仿真测量实验可以帮助我们更好地了解运动过程中的力学参数、生物力学特性以及运动效果。
本实验旨在利用运动仿真软件对某运动项目进行测量，分析其运动特性，为运动训练和康复提供理论依据。
二、实验目的1. 掌握运动仿真软件的使用方法；2. 了解运动过程中的力学参数和生物力学特性；3. 分析运动效果，为运动训练和康复提供理论依据。
三、实验原理运动仿真测量实验主要基于运动学、动力学和生物力学原理。
通过建立运动模型，模拟运动员在运动过程中的力学行为，分析运动过程中的力学参数和生物力学特性。
四、实验器材1. 运动仿真软件：如ADAMS、MATLAB等；2. 运动数据采集设备：如高速摄像机、力传感器等；3. 运动模型：运动员模型、运动器械模型等。
五、实验步骤1. 建立运动模型：根据实验需求，利用运动仿真软件建立运动员模型、运动器械模型等；2. 定义运动参数：设置运动员的初始位置、速度、加速度等运动参数；3. 模拟运动过程：启动运动仿真软件，观察运动员在运动过程中的力学行为；4. 数据采集：利用运动数据采集设备记录运动过程中的力学参数和生物力学特性；5. 数据分析：对采集到的数据进行处理和分析，得出运动效果。
六、实验结果与分析1. 运动员在运动过程中的力学参数：如速度、加速度、力矩等；2. 运动员在运动过程中的生物力学特性：如肌肉活动、关节运动等；3. 运动效果分析：根据实验结果，分析运动过程中的优点和不足，为运动训练和康复提供理论依据。
七、实验结论1. 运动仿真测量实验可以帮助我们更好地了解运动过程中的力学参数和生物力学特性；2. 通过分析实验结果，为运动训练和康复提供理论依据，提高运动效果；3. 运动仿真技术在体育科学、运动医学、机械设计等领域具有广泛的应用前景。
八、实验总结1. 运动仿真测量实验有助于我们深入了解运动过程中的力学行为和生物力学特性；2. 实验过程中，需要注意数据采集的准确性，以及运动模型的合理性；3. 运动仿真技术在体育科学、运动医学、机械设计等领域具有广泛的应用前景，为运动训练和康复提供有力支持。
动力学实验设计教案
动力学实验设计教案一、实验目的通过本实验，学生将学习和掌握动力学实验设计的基本原理和方法，培养动手能力和科学思维，提高实验操作和数据处理的能力，进一步深化对动力学学科的理解和应用。
二、实验原理动力学是研究物体运动状态变化的学科，研究物体的加速度、速度和位移之间的关系。
本实验将通过研究物体的自由落体和弹簧振子两种物体运动形式，来探究动力学相关原理。
三、实验器材1. 自由落体测量装置：包括支撑杆、滑轨、电子计时器、落球器、脱落指示器等。
2. 弹簧振子装置：包括支撑杆、弹簧、振子质量块、尺子等。
四、实验步骤1. 自由落体实验：a) 将自由落体测量装置安装在实验桌上，并将滑轨和落球器固定在支撑杆上。
b) 通过调整落球器的高度，使得下方的脱落指示器正好与电子计时器的光电门对齐。
c) 依次使用不同的小球进行实验，记录下每个小球下落的时间，并计算出每个小球的平均速度和加速度。
d) 根据实验数据，分析小球的下落加速度与物体质量的关系。
2. 弹簧振子实验：a) 将弹簧振子装置固定在实验桌上，使其保持稳定。
b) 放置振子质量块在弹簧的下方，用手将振子拉至一定长度并放手，观察振子的振动情况。
c) 使用尺子测量振子的振幅和周期，记录数据并计算振子的频率。
同时，还需记录下振子的质量和弹簧的劲度系数。
d) 根据实验数据，分析振子的振幅、周期和振动频率之间的关系，并探究振子的振动规律。
五、实验结果与分析通过数据记录和计算，我们可以得到自由落体小球和弹簧振子的实验数据。
对于自由落体实验，我们可以观察到小球的下落时间随着物体质量的增加而减小，说明加速度的大小与物体的质量无关。
而对于弹簧振子实验，我们可以发现振幅的增加会导致周期的增加，频率的减小，这与振子的运动规律相一致。
六、实验拓展1. 可以对自由落体实验中的小球进行替换，比较不同材质或大小的小球在下落过程中的差异。
2. 可以对弹簧振子实验中的振子质量进行变化，观察振子的振动情况和周期的变化。
实验指导书实验六SolidWorks运动仿真
实验一 S o l i d W o r k s 运动仿真 一、 实验目的 1.掌握SolidWorks 图形装配方法 2. 掌握SolidWorks 装配图的motion 分析操作方法二、 实验内容完成下列3个模型的装配及运动仿真三、 实验步骤压榨机机构的装配与仿真3.1 压榨机机构的装配3.1.1 选择【文件】/【新建】/【装配体】命令，建立一个新装配体文件。
依次将机架和压榨杆添加进来，添加机架与压榨杆的同轴心配合。
如图4。
再将滑块添加进来，添加滑块与压榨杆的重合配合，如图5。
3.1.2 添加滑块端面与机架端面的重合配合，以及滑块前视基准面与机架前视基准面的重合配合（点击图形区域左边的装配体下的机架前的“+”号即可找到前视基准面）最后将滑块拖动到中间位置。
图1压榨机机构 图2凸轮机构图3夹紧机构图4机架与压榨杆的同轴心配合 图5滑块与压榨杆的重合配合3.2 压榨机机构的运动仿真3.2.1 仿真前先将“solidworks motion ”插件载入，单击工具栏中按钮“”的下三角形，选择其中的“插件”，在弹出的“插件”设置框中，选中“solidworks motion ”的前后框，如下图8所示。
在装配体界面，单击左下角的【运动算例】，再在【算例类型】下拉列表中选择【motion 分析】如下图9所示。
3.2.2添加实体接触：单击工具栏上的“接触按钮”，在弹出的属性管理器中【接触类型】栏内选择“实体接触”，在【选择】栏内，点击视图区中压榨杆和滑块，“材料”栏内都选择“steel (dry)”, 单击“确定”按钮“”，如下图10所示。
同理再为滑块与机架添加实体接触，参数设置与压榨杆与滑块之间的一样。
图8载入插件 图9 motin 分析图6机架与滑块的重合配合 图7机架与滑块前视基准面的重合配合3.2.3 添加驱动力：物体对压榨杆的反作用力即为驱动力，故在压榨杆上添加一恒力即可。
单击工具栏中的“力”按钮“”，在弹出的【力/扭矩】属性管理器中，【类型】选择“力”，【方向】选择“只有作用力”，“作用零件和作用应用点”，选择压榨杆上表面，单击改变力的方向向下，【力函数】选择“常量”，大小输入50牛顿，单击确定按钮。
动力学实验实验报告
动力学实验实验报告动力学实验实验报告摘要：本实验旨在通过动力学实验研究物体在不同力的作用下的运动规律。
实验采用了小车自由滑动、斜面滑动和弹簧振动等不同实验方法，通过测量位移、速度和加速度等参数，分析了物体在不同力下的运动特性。
实验结果表明，力对物体的运动状态有着重要影响，力的大小和方向决定了物体的加速度和运动轨迹。
引言：动力学是研究物体运动的力学分支，它关注物体在力的作用下的运动规律。
力是物体运动的推动力量，它可以改变物体的速度和方向，因此对于了解物体的运动状态至关重要。
本实验通过设计不同的实验方法，探究了力对物体运动的影响，以期加深对动力学的理解。
实验一：小车自由滑动实验装置：一条光滑水平轨道、一个小车、一根细线、一组不同质量的砝码。
实验步骤：将小车放在轨道的一端，用细线将小车与砝码连接。
逐渐增加砝码的质量，记录小车在不同质量下的滑动距离和滑动时间。
实验结果：随着砝码质量的增加，小车的滑动距离逐渐增加，滑动时间也相应增加。
这说明物体在受到力的作用下，其加速度与力成正比，即力越大，加速度越大。
实验二：斜面滑动实验装置：一个倾斜角度可调的斜面、一个小车、一组不同质量的砝码。
实验步骤：将小车放在斜面上，逐渐增加斜面的倾斜角度，记录小车在不同角度下的滑动距离和滑动时间。
实验结果：随着斜面倾斜角度的增加，小车的滑动距离逐渐增加，滑动时间也相应增加。
这说明物体在受到斜面的倾斜力的作用下，其加速度与斜面倾斜角度成正比，即斜面倾斜角度越大，加速度越大。
实验三：弹簧振动实验装置：一个弹簧、一个质量挂钩、一个测量位移的尺子。
实验步骤：将质量挂钩挂在弹簧上，拉伸弹簧并释放，记录弹簧振动的位移和振动周期。
实验结果：弹簧振动的位移随着拉伸力的增加而增加，振动周期也相应增加。
这说明物体在受到弹簧的拉力作用下，其振动频率与拉伸力成正比，即拉伸力越大，振动频率越高。
结论：通过对小车自由滑动、斜面滑动和弹簧振动等不同实验的研究，我们可以得出以下结论：1. 力对物体的运动状态有着重要影响，力的大小和方向决定了物体的加速度和运动轨迹。
《工程力学》-静力学、运动学和动力学部分实验教学大纲讲解
《工程力学》－静力学、运动学和动力学部分实验教学大纲一、目的与任务1．使学员巩固所学理论，培养学员分析问题和解决问题的能力。
2．使学员掌握测定理论力学性能的基本知识、基本技能和基本方法。
3．培养学员的动手能力和严谨科学作风二、主要内容与基本要求（一）实验单元一：理论力学创新应用与转动惯量测定（2学时）实验1.1 静力学、运动学和动力学创新应用实验1．实验目的与任务①通过大量工业产品和科技成果向学生展示《理论力学》的工程意义和工程应用，开阔学生的眼界。
②通过学生对大量工业产品和科技成果的观察分析，通过学生动手操作，加深对《理论力学》基本概念的理解，巩固力学分析方法的掌握。
③培训、训练学生的创新思维，提高、锻炼他们建立力学模型的能力。
2．实验原理实验以在课堂所学的理论力学知识为基础，结合实验室所提供的40种左右生活中的理论力学模型，任选一样完成一篇小论文。
3．实验内容及要求实验室的静力学模型有：曲柄滚轮挤水拖把的受力分析、挖掘机部件的受力分析与求解各油缸的推力或拉力、静、动滑动摩擦引述的测定等。
运动学模型有：旋转式、往复式剃须刀的比较，曲柄框架机构与外壳振动控制的技术、推土机的机构运动与分析、不可见轴转速的测定方法等。
动力学模型有：拳击机拳击力的标定方法—动力学普遍定理的综合应用与恢复系数、振动电机及其在工程中的应用、质点系动量定理的演示等。
4．实验结果及要求①积极动脑、动手、观察、讨论。
②每人至少完成1篇小论文。
论文要求WORD文档，AUTOCAD绘图，字数至少1000个汉字，A4纸打印。
期末考试之前交。
③爱护实验室内所有仪器、设备、模型和实物。
实验1.2 转动惯量的测定1.实验目的与任务1） 利用三线扭摆法测定水平圆盘相对圆盘中心的垂直轴的转动惯量。
2） 利用三线扭摆法测定规则几何体的转动惯量。
2.实验原理三线扭摆测定物体转动惯量所依据的理论公式:1)圆盘相对三线扭摆过圆盘中心点的垂直轴的转动惯量0JlT mgr J 22204π= 其中：：圆盘的扭摆周期。
运动学实验设计与备课教案
运动学实验设计与备课教案【运动学实验设计与备课教案】【实验目的】通过运动学实验设计，掌握运动学实验的基本原理和方法，提高学生对物体运动规律的认识，培养学生观察和实验分析的能力。
【实验材料】- 平衡木- 测距器- 计时器- 动态记录器【实验原理】运动学是物理学中研究物体运动的一门学科，通过对物体位移、速度和加速度的测量，可以得到运动的基本规律。
本实验主要研究物体在平衡木上的运动规律，通过记录物体的位置随时间的变化，可以得到物体的位移、速度和加速度等相关参数。
【实验步骤】1. 实验前的准备：- 准备好平衡木，并确保其水平稳固。
- 确保测距器和计时器的正常工作。
- 预先设置好动态记录器，并确认其正常工作。
2. 实验操作：a. 将平衡木清洁并放置在平坦的地面上。
b. 将测距器放在平衡木上，并调整为与水平面垂直，在其上方设置一个支架，以保持测距器的稳定。
c. 确保测距器的起始位置为零。
d. 将待测物体放置在测距器的起始位置上，并保持其静止。
e. 按下计时器开始计时。
f. 让物体在平衡木上自由滑动，并通过测距器记录物体的位置随时间的变化。
g. 当物体到达平衡木的终点时，停止计时。
h. 通过动态记录器下载数据，并进行数据分析。
3. 数据处理：a. 将下载的数据导入计算机，并进行数据处理。
b. 通过位移-时间曲线分析物体的运动规律，得到位移、速度和加速度等相关参数。
c. 利用相关图表和公式，对数据进行进一步分析和解释。
4. 结果与讨论：a. 将实验结果整理成表格或图表形式，并对结果进行分析和讨论。
b. 分析实验中可能存在的误差来源，并提出改进的建议。
c. 结合理论知识，对实验结果进行解释和归纳。
【实验注意事项】1. 操作时要注意安全，避免物体滑落或造成伤害。
2. 平衡木要保持水平稳固，确保实验的可靠性。
3. 在实验过程中要准确记录数据，避免误差的发生。
4. 进行数据处理时，要注意逻辑性和合理性，对结果进行合理解释。
动力学仿真课程设计
动力学仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握动力学仿真的基本概念，理解其原理和应用范围；2. 培养学生运用物理知识和数学方法建立动力学模型的能力；3. 使学生了解动力学仿真软件的基本操作，学会进行简单的仿真实验。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能针对具体情境设计动力学仿真实验；2. 提高学生运用计算机软件进行动力学仿真的操作技能，熟练掌握相关软件的使用；3. 培养学生团队协作能力，能在小组合作中进行有效沟通，共同完成仿真任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对物理学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨、客观的科学态度，使其认识到动力学仿真在科学研究中的重要性；3. 引导学生关注科学技术与社会发展的关系，增强其社会责任感。
课程性质分析：本课程为物理学科选修课程，旨在帮助学生将所学动力学知识应用于实际问题，提高学生解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生处于高中阶段，具备一定的物理知识和数学基础，具有较强的求知欲和动手能力，但对动力学仿真相关知识可能较为陌生。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，让学生在掌握基本原理的基础上，学会运用仿真软件进行实验；2. 创设情境，引导学生主动探索，培养学生的创新意识和解决问题的能力；3. 强化团队合作，提高学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 动力学仿真基本概念：介绍动力学仿真的定义、原理和分类，使学生了解其在科学研究中的应用。
教材章节：第二章 动力学仿真基础2. 动力学建模：讲解如何根据实际问题建立动力学模型，包括物理模型、数学模型和仿真模型。
教材章节：第三章 动力学建模方法3. 动力学仿真软件操作：介绍动力学仿真软件的基本功能、操作方法和应用实例。
教材章节：第四章 动力学仿真软件及应用4. 动力学仿真实验设计：指导学生运用所学知识，针对具体问题设计动力学仿真实验。
教材章节：第五章 动力学仿真实验设计与实践5. 动力学仿真案例分析：分析典型动力学仿真案例，让学生了解动力学仿真在解决实际问题中的作用。
悬架运动学动力学分析作业指导书
1 范围：1.1 本标准适用于悬架运动学和动力学分析中的模型建立。
1.2 本标准适用于悬架运动学和动力学分析时对悬架分析过程进行质量控制及评价。
2悬架模型的建立2.1 悬架模型的建立的目的：悬架系统设计直接关系到整车的操纵稳定性、平顺性等主要性能，通过悬架的运动学和动力学仿真分析,达到满足整车性能匹配和系统优化的要求。
2.2悬架ADAMS几何模型的建立的方法；2.2.1通过输入各设计硬点或连接点的坐标；2.2.2通过直接导入悬架三维CAD模型数据的方式；2.2.3添加合适的运动副、弹性元件等，输入各零部件的相关参数；2.2.3.1运动副按照悬架上的实际连接方式进行进行添加，由较多的连接物体构成的运动副可根据实际情况简化，如减震器上支点，可合理简化为球铰；2.2.3.2弹性元件中弹簧根据实际的测量得到的数据输入，非线性弹簧根据非线性关系使用spline线定义，弹性衬套输入x、y、z 三个方向的平移刚度及扭转刚度的试验值，横向稳定杆根据试验值或分析值输入；2.2.3.3输入的各零部件必须与三维数模中的零件质量、质心、转动惯量保持一致；2.2.4 ADAMS模型，硬点坐标与三维数模误差精确到0.01mm；2.2.5采用各种技术方法，例如，导入UG数模，建立近似实物的模型，提高模型的外观质量，以增强模型与实物的符合性和直观性；2.2.6几何模型建立以后，按照待分析悬架的实际技术参数，检验或准确输入各零部件的物理指标；2.3 悬架运动学模型建立原则2.3.1 保证各弹性连接件的方向，并正确输入弹性连接件的各向刚度、各向阻尼等参数；2.3.2 悬架导向杆、转向梯形杆件、横向稳定杆等不同物体的约束方式应与待分析样车的物理状况一致；2.3.3 悬架自由度、悬架上下运动行程、转向器或齿条行程角输入数值、轮胎定位参数、初始设计位置轮心坐标应符合工程实际情况，满足仿真分析目标要求；2.4 悬架动力学模型建立原则2.4.1 满足2.2悬架运动学模型建立技术所有要求；2.4.2 准确输入下述参数：悬架非簧载质量、悬架各杆件质量及转动惯量、车轮质量及转动惯量、转向拉杆质量及转动惯量；2.4.3 准确输入弹簧刚度、弹簧预紧力、减震器特性曲线；2.4.4准确输入其它悬架运动学动力学分析所需的相关零件质量、转动惯量；3 悬架模型检验及仿真分析技术要求3.1 模型检验仿真分析之前必须对模型进行检验，悬架模型符合要求：3.1.1无自由物体（part）；3.1.2无没有质量及质心物体（part）；3.1.3原则上不允许存在片体（sheet）；3.1.4无多余约束；3.1.5悬架仿真模型自由度应与待分析样机实际状况相吻合；3.1.6仿真模型验证成功。
运动学仿真实验报告
运动学仿真实验报告
一、实验目的
1、了解solidworks软件建模和装配过程。
2、运用motion模块进行运动学仿真。
二、实验内容
1、完成摩托车发动机个部件的建模，掌握草图绘制，拉伸、切除、倒角、抽壳等造型的步骤和方法。
2、完成装配，掌握零部件的调入、移动旋转，掌握同轴、重合、平行、垂直、齿轮配合等配合关系的步骤和方法。
三、实验步骤
1、打开装配体如图1-1所示。
图1-1摩托车发动机装配体
隐藏不必要的零件，如图1-2所示。
图1-2隐藏部分零件后的装配体
2、选择运动算例模块，选择“motion分析”，在基本分析中选择motio分析。
3、添加马达在motion分析中选择按钮添加马达，选择发达类型为旋转马达。
4、点击计算按钮进行计算，预设定仿真时间为6s。
5、点击motion分析中坐标按钮，导出力分析图形，选择类型为力-发达力矩-幅值，导出力分析图形。
1)质心速度
2)质心加速度
3)力矩
4)角加速度
四、实验设备
装有SolidWorks的电脑一台，摩托车发动机一台。
五，注意事项
1、装配过程中不能有过定位，欠定位。
2、齿轮配合要用机械配合，齿轮配合。
实验二-基于ADAMS的曲柄滑块机构动力学仿真实验.doc.deflate
实验二基于ADAMS的曲柄滑块机构动力学仿真实验一．实验目的1，掌握多体动力学分析软件ADAMS中实体建模方法；2，掌握ADAMS中施加约束和驱动的方法；3，计算出在该驱动作用下滑块运动的位移、速度和加速度。
二．实验设备和工具1，PC机一台；2，ADAMS软件；三．实验原理与方法1，ADAMS软件介绍ADAMS软件介绍见实验一2，实验原理图2-1 曲柄滑块机构模型按照曲柄滑块机构的实际工况，在软件中建立相应的几何、约束及驱动模型，即按照曲柄滑块机构的实际尺寸，建立曲柄、连杆和滑块的几何实体模型；把曲柄和连杆、连杆和滑块之间的实际连接简化成铰连接，滑块和滑道之间的连接简化成棱柱副连接，从而在软件中建立其连接副模型；把曲柄的驱动运动建立相应的驱动模型；然后利用计算机进行动力学模拟，从而可以求得曲柄、连杆和滑块零件在实际工况下的任何时间、任何位置所对应的位移、速度加速度，以及约束反力等一系列参数。
3，实验方法（1）启动ADAMS/View程序1）在windows XP的开始启动，选择所有程序，再选择MSC.software，然后选择MSC.ADAMS2005中的Aview，启动ADAMS/View程序；2）在欢迎对话框，选择Create a new model 项；在模型名称栏输入pistonpump；重力设置选择Earth Normal参数；单位设置选择MKS系统（M，KG，N，SEC，DEG，H）；3）选择OK按钮。
（2）检查和设置建模基本环境1）检查默认单位系统在Settings菜单中选择Units 命令，显示单位设置对话框，当前的设置应该为MKS系统。
2）设置工作栅格①在Settings菜单，选择Working Grid命令，显示设置工作栅格对话框；②设置Size X=2.0，Size Y=1.0，Spacing X=0.05，Show Working Grid=on；③选择OK按钮。
3）动态调整活动窗口在主工具箱中，选择工具，在窗口内上下拖动鼠标，使之显示整个工作栅格。
pasco运动及动力学系列试验。。。。。
Pasco运动及动力学系列实验IPasco系统是Pasco Scientific公司(美国)开发的一套基于计算机的科学实验系统。
它的主要优点是实验数据的采集和处理都是由计算机来完成的，这使得实验者进行实验时，在保证实验数据准确、完成的前提下，可以很方便地获取实验数据，并可以以图表、表格等良好式将实验数据输出。
本系列实验使用Pasco实验器材设计实验验证牛顿第二定律(Newton's2nd Law)、动量守恒定律(Conservation of momentum)、胡克定律(Hooke's Law) 等基本物理学定理。
实验一：牛顿第二定律【实验目的】本实验的目的是验证一维系统下的牛顿第二定律，在轨道上对一个摩察系数很小的小车施加外力。
测量这个力和该力引起的加速度。
【实验原理】以下等式即为牛顿第二定律： F = m a；合外力F作用于质量为m的物体上产生加速度a，等式中合外力F和加速度a为矢量。
由于限定在一维条件下进行实验，方向向量可以取消。
即F=ma;该实验进行时，加速度由速度一时间曲线确定。
速度一时间曲线的斜率即为加速度。
【实验仪器】Pasco动力学小车系统，运动传感器，力传感器，计算机。
【实验操作步骤】1、通过USB-Link 连接运动传感器和力传感器至电脑，注意运动传感器选择至 “cart ”；2、使用长螺丝固定力传感器至运动学小车上;3、调整轨道至水平，可通过放置动力学小车进行检测，水平时小车放置于轨道上不会滑动;4、如图固定好运动传感器;6、将小车和传感器放置在轨道上；7、通过滑轮固定绳子，绳子一端系在力传感器上，另一 端系在用于增减祛码的祛码勾上；8、绳子取下将力传感器置零后重新装回； 9、将小车拉至远处，使用软件开始记录，采样频率设置在100Hz ，看到运 动传感器绿灯闪烁，释放小车；10、释放小车时要确保小车的运动不受传感器所带电线的干扰； 11、及时按结束按钮。
【实验内容】1、按上述步骤操作，会得到类似下图的数据表格（优良数据）Time (s)5、将滑轮固定在轨道的末端，该端需伸出桌面; 3/W) 者占一山>我们需要关注的是中间的2.5s-4.5s的加速区，如果有数据出现噪声峰值，请注意调整运动传感器的角度，清理轨道周边的物体，同时通过删除上一次运行来删除数据；2、在右侧工具栏点击数据汇总按钮，进行重命名（10g运行1），然后关闭。
动力学运动实验
定义：物体在力的 作用下所做的功等 于物体动能的增量
表达式：W = ΔE
意义：揭示了功 与动能变化之间 的关系
应用：用于计算 物体运动过程中 动能的变化量
势能定理定义：描述物体在重 力场中的运动规律
势能定理公式： mgh=1/2mv^2
势能定理的应用：计算物体下 落速度、高度等
势能定理的意义：揭示了重力 做功与动能变化之间的关系
动力学运动实验
汇报人：XX
目录
实验目的
实验原理
实验器材
实验步骤
实验结果与讨论
实验目的
掌握动力学的基本概念和原理
理解力、速度、加速度之间的 关系
了解牛顿运动定律及其应用
理解动量守恒和能量守恒定律
掌握实验原理和操作步骤
பைடு நூலகம்
了解实验数据的采集和处理方法
添加标题
添加标题
学会使用实验仪器和设备
添加标题
添加标题
掌握实验结果的分析和解释方法
实验目的：通过实 验掌握数据采集的 方法和技巧
实验要求：能够准 确记录和处理实验 数据
实验意义：培养学 生对实验数据的分 析能力和处理技巧
实验操作：进行实 验并记录数据，然 后对数据进行处理 和分析
实验原理
内容：物体加速度的大小跟它受到的力成正比，跟它的质量成反比 公式：F=ma 应用：解释了物体运动状态变化的原因，是经典力学的基础之一 实验原理：通过实验验证牛顿第二定律，探究力和加速度的关系
实验结果：通过实验数据，分析得到了物体运动的动力学规律 误差分析：对实验中存在的误差进行了分析和讨论，确定了误差来源和影响 结果解释：根据实验结果，对物体运动的动力学规律进行了解释和推导 实验讨论：对实验的设计、操作、数据处理等方面进行了讨论和反思，提出了改进意见
利用动力学模拟软件进行运动实验的物理教学设计方案
结合案例分析进行教学
选取与教学内容相关的典型案例 ，利用动力学模拟软件进行演示 和分析。通过案例分析，学生可 以更深入地理解物理概念和原理 ，提高分析问题和解决问题的能 力。
加强教师培训，提升教师能力
培训教师掌握动力 学模拟软件
组织专门的培训课程，帮助教 师熟练掌握动力学模拟软件的 使用方法和技巧。同时，鼓励 教师在日常教学中积极应用该 软件，提高教学效果。
提升教师的实验教 学能力
通过组织实验教学研讨会、观 摩优秀实验教学课例等方式， 提升教师的实验教学能力。同 时，鼓励教师积极探索新的实 验教学方法和手段，提高实验 教学的趣味性和实效性。
加强教师间的交流 与合作
建立教师交流平台，促进教师 间的交流与合作。鼓励教师分 享自己的教学经验、教学资源 等，共同推动物理实验教学的 发展。
06
结合动力学模拟软件的物理教学策略建 议
整合传统实验与虚拟实验资源
结合传统实验与虚拟 实验
在物理教学中，传统实验具有直 观性和实践性的优点，而虚拟实 验则能提供更丰富的场景和更灵 活的操作。通过将传统实验与虚 拟实验相结合，可以充分发挥两 者的优势，提高教学效果。
利用动力学模拟软件 重现传统实验
THANKS
感谢观看
的规律。
06
圆周运动实验
实验目的：探究圆周运动的 规律，理解向心力和角速度
的概念。
实验步骤
在动力学模拟软件中创建一 个圆周运动的场景。
放置一个物体，并给物体一 个初始速度和半径。
开始模拟，观察物体做圆周 运动的过程，并记录物体的 向心力和角速度的数据。
分析数据，绘制向心力和角 速度的关系图，验证圆周运 动的规律。
创新教学方式方法，提高教学效果
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《运动学与动力学仿真》实验指导书适用专业：机械电子工程
上海电机学院
2014年10月
实验一虚拟样机几何建模
一、实验目的
1、了解虚拟样机建模的目的
2、掌握利用Adams/View 进行几何体建模的方法，熟悉典型几何体的建模命令和相关的属性调整方法
二、实验要求
实验前预习相关知识和实验内容。
三、实验原理
Adams/view 中的几何建模工具集如图1所示。
图1 几何建模工具集
调用几何建模工具通常有两种方法：使用主工具箱上的建模工具集选择工具图标，或通过菜单选择几何建模工具命令。
使用主工具箱建模方法：
1）在主工具箱中，用鼠标右键选择上部的几何建模按钮，屏幕弹出如图1所示的几何建模工具集；
2）用鼠标选择相应的建模工具集的图标；
3）在参数设置对话框，修改参数值。
4）按照屏幕下方状态栏的提示，绘制几何图形。
图形
图2 基本形体图库
四、实验设备
机房，adams软件
五、实验步骤
1）在几何建模工具集中选取所要建的三维实体建模工具图标；
2）在参数设置栏，设置所建立的几何体是新构件(New Part)、添加到现有构件(Add to Part)还是添加到地基上(On Ground);
3）在参数设置栏，选择输入有个尺寸参数。
4）按照屏幕下方状态栏的提示，用鼠标确定起始绘图点；
5）按住鼠标左键，拖动鼠标，屏幕出现所绘图形。
可以在参数设置栏设置形体的尺寸；
6）释放鼠标，完成简单形体建模，绘图结束点定义了几何体的方向和部分形体。
六、实验注意事项
无
七、实验报告要求
1、根据原理和要求画出2个基本的形体
实验二约束类型及工具
一、实验目的
1. 了解运动学与动力学分析中常用的约束类型
2. 掌握 Adams/View中添加运动约束的方法
二、实验要求
实验前预习相关知识和实验内容
三、实验原理
ADANMS/View提供了12种常用的运动副工具。
作用：可以将两个构件连接起来。
条件：被连接的构件可以是刚体构件、柔性构件或者是点质量。
常用运动副如图1所示。
图1 常用的运动副
1）在连接工具集或者在连接对话框，选择连接工具图标。
2）在设置栏选择连接构件的方法，有以下3种：
①1个位置（1 location)：选择一个连接的位置，由
ADANMS/View确定连接的构件。
②2个构件1个位置（2 Bodies-1 Location)：选择需连
接的两个构件和一个连接位置。
③连接件固定在构件1（先选择的构件）上，构件1相
对构件2而运动。
④2个构件2个位置（2 Bodies-2 Location）：选择需连
接的两个构件，以及这两个构件的连接点。
3）选择连接方向，有两种方法：
①栅格方向（Normal to Grid )：当显示工作栅格时，连
接方向垂直于栅格平面，否则，连接方向垂直于屏幕。
②选取方向（Pick Feature）：通过一个在栅格或屏幕平
面内的方向矢量确定连接方向。
4）根据屏幕底部状态栏的提示，以此选择相互连接的构件1、构件2、连接位置和方向等。
四、实验设备
机房，Adams软件
五、实验步骤
以齿轮副为例：齿轮副由两个齿轮，一个连接支架和两个连接组成。
施加齿轮副的方法：
1）设置齿轮副的两个连接。
设置时，首先选择的构件为齿轮，其次为连接支架；
2）在几何建模工具集，选择标记工具图标，设置速度标记。
速度标记Z轴的方向，应该指向齿轮副啮合点的运动方向。
3）在连接工具集选择齿轮工具图标，显示齿轮连接对话框；
4）在Gear Name 栏，输入或修改齿轮副名称；
六、实验注意事项
无
七、实验报告要求
1、根据原理和要求画出2个基本的铰接。