51--刚体运动的描述ppt课件

1、刚体运动的描画刚体运动的描画 刚体的根本运动可以分为平动和转动，刚体的刚体的根本运动可以分为平动和转动，刚体的各种复杂运动都可以看成是这两种运动的合成。各种复杂运动都可以看成是这两种运动的合成。 刚体的平动是指刚体在运刚体的平动是指刚体在运动过程中其中恣意两点的连动过程中其中恣意两点的连线一直坚持原来的方向或线一直坚持原来的方向或者说，在运动的各个时辰一者说，在运动的各个时辰一直坚持彼此平行。直坚持彼此平行。 特点：其中各点在恣意一样的时间内具有一样的位特点：其中各点在恣意一样的时间内具有一样的位移和运动轨迹，也具有一样的速度和加速度。因此移和运动轨迹，也具有一样的速度和加速度。因此刚体上任一

2、点的运动都可代表整个刚体的运动。刚体上任一点的运动都可代表整个刚体的运动。平动的刚体可看作质点。平动的刚体可看作质点。刚体的转动比较复杂，我们只研讨定轴转动。刚体的转动比较复杂，我们只研讨定轴转动。 刚体的定轴转动是指刚体的定轴转动是指刚体上各点都绕同不断线刚体上各点都绕同不断线作圆周运动，而直线本身作圆周运动，而直线本身在空间的位置坚持不动的在空间的位置坚持不动的一种转动，这条直线称为一种转动，这条直线称为转轴。转轴。刚体定轴转动的特点：刚体定轴转动的特点： 1. 1.刚体上各个质点都在作圆周运动，但各质点圆周刚体上各个质点都在作圆周运动，但各质点圆周运动的半径不一定相等。运动的半径不一定相

3、等。 2. 2.各质点圆周运动的平面垂直于转轴线，圆心在轴各质点圆周运动的平面垂直于转轴线，圆心在轴线上，这个平面我们称为转动平面。线上，这个平面我们称为转动平面。 3. 3.各质点的位矢在一样的时间内转过的角度是一样的。各质点的位矢在一样的时间内转过的角度是一样的。o 描写刚体转动位置的物理量。描写刚体转动位置的物理量。Px在转动平面内，过在转动平面内，过O O点作点作一极轴，设极轴的正方向一极轴，设极轴的正方向是程度向右，那么是程度向右，那么OPOP与与极轴之间的夹角为极轴之间的夹角为。1.1.角坐标角坐标 根据定轴转动刚体的特点，我们用角量来描画刚根据定轴转动刚体的特点，我们用角量来描画

4、刚体的定轴转动较为方便，而且只需描写转动平面内体的定轴转动较为方便，而且只需描写转动平面内从圆心到某一质点矢径的转动情况就足够了。从圆心到某一质点矢径的转动情况就足够了。 角称为角坐标或角位置。角称为角坐标或角位置。角坐标为标量。但可有正负。角坐标为标量。但可有正负。2.2.角位移角位移描写刚体位置变化的物理量。描写刚体位置变化的物理量。角坐标的增量：角坐标的增量：称为刚体的角位移称为刚体的角位移xyP p2v1vR3.3.角速度角速度描写刚体转动快慢和方向描写刚体转动快慢和方向的物理量。的物理量。tt0limdtd角速度角速度方向：满足右手定那么，沿刚体转动方向右旋大拇指指方向：满足右手定那

5、么，沿刚体转动方向右旋大拇指指向。向。 角速度是矢量，但对于刚体定轴角速度是矢量，但对于刚体定轴转动角速度的方向只需两个，在表转动角速度的方向只需两个，在表示角速度时只用角速度的正负数值示角速度时只用角速度的正负数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。刚体上任一质元的速度表示为：刚体上任一质元的速度表示为：rvvr4.4.角加速度角加速度tt0limdtdrv,rdtdrdtdvat刚体上任一质元的切向加速度和法向加速度表示为：刚体上任一质元的切向加速度和法向加速度表示为：22,rrvan00 角加速度是矢量，但对于刚体角加速度是矢量，但对于刚体定轴转动角加速度的方向只需两定轴转动角加速度的方向只需两个，在表示角加速度时只用角加个，在表示角加速度时只用角加速度的正负数值就可表示角加速速度的正负数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。阐明：阐明： 角坐标、角位移、角速度角坐标、角位移、角速度和角加速度等角量是用来描画定轴和角加速度等角量是用来描画定轴转动刚体的整体运动，也可用来描转动刚体的整体运动，也可用来描画质点的曲线运动；画质点的曲线运动；位矢、位移、速度、加速度等线位矢、位移、速度、加速度等线量是用来描画质点的运动。量是用来