教案4(运动学动力学)

1、. 大学教 案2012 2013 学年第1学期教学单位课 程 名 称工程力学计划学时32授 课 班 级主 讲 教 师职 称 使 用 教 材1 / 9课程名称：工程力学教学内容第12章 点的运动第 13章 刚体的基本运动第14章 点的复合运动 第15章 刚体的平面运动 第16章 质点的运动微分方程第17章 动力学普遍定理 第18章 动静法课次4授课方式（请打）理论课讨论课 实验课 习题课 其他课时安排8教学目的及要求通过运动学的学习，应使学生达到下列基本要求：掌握描述点的运动的矢量法，直角坐标法和自然法，能建立点作平面曲线运动时的运动方程，能求点的运动规律，并能熟练地求解与点的速度和加速度有关的

2、问题。熟悉刚体平动和定轴转动的特征。掌握运动合成和分解的基本概念和方法。熟悉刚体平面运动的特征。通过动力学的学习，应使学生达到下列基本要求：会建立质点运动微分方程，能运用运动微分方程的两类较简单的实际问题进行分析。能清楚理解和熟练计算动力学中各基本物理量（动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等），掌握动力学普遍定理（动量、动量矩、动能定理及相应的守恒定律），能运用这些定理求解有关的动力学问题。教学重点及难点1、掌握运动学理论；2、动力学理论。教 学 过 程第12章 点的运动一、矢量法 1点的运动方程和轨迹 2点的速度和加速度 二、直角坐标法 1点的运动方程和轨迹的直角坐标法表示 2点的速度和加速

3、度 三、自然法 1自然法：2自然轴系的概念 3点的速度和加速度第13章 刚体的基本运动一、刚体的平行移动 1平行移动2平动特征二、刚体的定轴转动 1定轴转动：2定轴转动的运动方程：3定轴转动瞬时角速度和角加速度 三、刚体的定轴转动 1定轴转动速度和加速度 2定轴转动速度和加速度的分布规律第14章 点的复合运动一、相对运动、牵连运动、绝对运动1基本概念 1）合成运动 2）动点 3）定参考系(定系) 4）绝对运动5）相对运动6）牵连运动2基本知识点 1）动点相对于动系运动的速度、加速度、轨迹称为相对速度、相对加速度、相对轨迹 2）动点相对于定系运动的速度、加速度、轨迹称为绝对速度、绝对加速度、绝对

4、轨迹 3）在动参考系上与动点相重合的那一点的速度和加速度称为动点的牵连速度和牵连加速度 二、点的速度合成定理 1 速度合成定理 定理：动点在某瞬时的绝对速度等于它在该瞬时的牵连速度与相对速度的矢量和。即： 速度的平行四边形中，对角线为绝对速度。 对定理进行证明。三、点的加速度合成定理之牵连运动为平动时的加速度合成定理 1基本概念 1）动点的绝对加速度：动点相对定系运动的加速度，用 表示。 2）动点的相对加速度：动点相对动系运动的加速度，用 表示。 3）动点的牵连加速度：某瞬时，动系上与动点的相重合的点相对于定系运动的加速度，用 表示。 2牵连运动为平动时的加速度合成定理 定理：牵连运动为平动时

5、，动点的绝对加速度等于它的牵连加速度和相对加速度的矢量和。即： 对定理进行证明。由速度合成定理进行推导。 第15章刚体的平面运动一、刚体平面运动的概述和运动分析 1平面运动：2平面图形：3平面运动分解为平动和转动 二、求平面图形内各点速度的基点法(和投影法) 1基点法（速度合成法） 2速度投影定理 平面图形上任意两点的速度在这两点连线上的投影彼此相等。三、平面图形内各点速度的瞬时法1.速度瞬时中心（速度瞬心）：2平面图形内各点的速度及其分布 3速度瞬心的求法 四、用基点法求平面图形内各点的加速度第16章 质点的运动微分方程一、动力学基本定律 1质点和质点系2第一定律（惯性定律） 3第二定律（力

6、与加速度之间的关系的定律） 4第三定律（作用与反作用定律） 5第四定律（力的独立作用定律） 二、质点运动微分方程 1 三种形式1)矢径形式： 2)直角坐标形式： 3)自然坐标形式：强调：动力学基本定律仅在惯性参考系中成立，因此，公式中的速度、加速度指的是绝对速度和绝对加速度。 2两类基本问题1)第一类问题 2)第二类问题 注意：在解第二类问题时，必须正确分析质点受力情况和运动情况的基础上，列出质点运动微分方程。第17章 动力学普遍定理一、动量和冲量 1动量 2冲量 二、动量定理 1质点的动量定理 2质点系的动量定理 3质点系的动量守恒定律 三、质点和质点系的动量矩 1质点的动量矩 2质点系的动

7、量矩 3定轴转动刚体对转z轴的动量矩 四、动量矩定理 1质点和质点系的动量矩定理2质点和质点系的动量矩守恒定律 1) 质点的动量矩守恒定律： 2) 质点系的动量矩守恒定律： 五、动能定理 1质点的动能定理 2质点系的动能定理3理想约束 4.应用动能定理解题步骤第18章 动静法一、惯性力、质点的达朗伯原理 1惯性力的概念 2质点的动静法二、质点系的动静法 三、刚体惯性力系的简化本课小结通过本课学习使学员掌握理论力学中关于运动学和动力学部分的知识。掌握点的运动，刚体的基本运动，点的复合运动，刚体的平面运动，质点的运动微分方程，掌握动力学普遍定理以及动静法，初步学会运用这些规律和方法去分析、解决有关的工程实际问题。作业和思考题第12章 点的运动 P280 12-112-8第13章 刚体的基本运动 P291 13-2 13-4 13-7 13-11第14章 点的复合运动 P301 14-4 14-6 14-9 14-12第15章 刚体的平面运动 P318 15-3 15-5 15-7 15-9第16章