理論力學(xué)第十二章動(dòng)量矩定理_第1頁
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理論力學(xué)第十二章動(dòng)量矩定理_第3頁
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問題的引出如何描述繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)?衛(wèi)星姿態(tài)控制動(dòng)量矩守恒定律實(shí)例航天器中反作用輪姿態(tài)控制系統(tǒng)示意簡(jiǎn)圖整理ppt第十二章動(dòng)量矩定理整理ppt§12-1質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩1.質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩對(duì)點(diǎn)O的動(dòng)量矩對(duì)z軸的動(dòng)量矩代數(shù)量,從

z軸正向看,逆時(shí)針為正,順時(shí)針為負(fù).整理ppt

2.質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩

對(duì)點(diǎn)的動(dòng)量矩對(duì)軸的動(dòng)量矩

(1)剛體平移二者關(guān)系(2)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)

--轉(zhuǎn)動(dòng)慣量整理ppt§12-2動(dòng)量矩定理

1.質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩定理設(shè)O為定點(diǎn),有質(zhì)點(diǎn)對(duì)某定點(diǎn)的動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù),等于作用力對(duì)同一點(diǎn)的矩.--質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩定理投影式:整理ppt質(zhì)點(diǎn)系對(duì)某定點(diǎn)O的動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù),等于作用于質(zhì)點(diǎn)系的外力對(duì)于同一點(diǎn)的矩的矢量和.2.質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理--質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理投影式:問題:內(nèi)力能否改變質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩?整理ppt3.動(dòng)量矩守恒定律若則常量。有心力:力作用線始終通過某固定點(diǎn),該點(diǎn)稱力心.

常矢量若則常矢量,面積速度定理:質(zhì)點(diǎn)在有心力作用下其面積速度守恒.(1)與必在一固定平面內(nèi),即點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)軌跡是平面曲線.即常量因此,常量面積速度整理ppt思考:誰先到達(dá)頂部?整理ppt例12-1已知:,小車不計(jì)摩擦.求:小車的加速度.解:由,得整理ppt例12-2:已知,,,,,,不計(jì)摩擦.求:(1)

(2)O處約束力

(3)繩索張力,整理ppt由

,得解:(1)(2)由質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理整理ppt

(3)研究(4)研究整理ppt求:剪斷繩后,角時(shí)的.例12-4:已知:兩小球質(zhì)量皆為,初始角速度。整理ppt時(shí),

時(shí),解:整理ppt§12-3剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程主動(dòng)力:即:或或轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程約束力:整理ppt思考:花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員如何加速、減速?整理ppt已知:物理擺(復(fù)擺),。求:微小擺動(dòng)的周期。例12-5整理ppt解:微小擺動(dòng)時(shí),即:通解為

稱角振幅,稱初相位,由初始條件確定.周期整理ppt求:制動(dòng)所需時(shí)間.已知:,動(dòng)滑動(dòng)摩擦因數(shù)。例12-7解:整理ppt已知:。求:。解:因,,得例12-8整理ppt§12-4剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

1.簡(jiǎn)單形狀物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算(1)均質(zhì)細(xì)直桿對(duì)一端的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由,得整理ppt(2)均質(zhì)薄圓環(huán)對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(3)均質(zhì)圓板對(duì)中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量式中:

或整理ppt2.回轉(zhuǎn)半徑(慣性半徑)或3.平行軸定理

式中軸為過質(zhì)心且與軸平行的軸,為與軸之間的距離。即:剛體對(duì)于任一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,等于剛體對(duì)于通過質(zhì)心并與該軸平行的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,加上剛體的質(zhì)量與兩軸間距離平方的乘積.整理ppt證明:整理ppt4.組合法

求:.已知:桿長(zhǎng)為質(zhì)量為,圓盤半徑為,質(zhì)量為.解:整理ppt

解:其中由,得已知:。

求:.整理ppt5.實(shí)驗(yàn)法思考:如圖所示復(fù)擺如何確定對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?將曲柄懸掛在軸

O上,作微幅擺動(dòng).由其中已知,可測(cè)得,從而求得.整理ppt6.查表法均質(zhì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量薄壁圓筒細(xì)直桿體積慣性半徑轉(zhuǎn)動(dòng)慣量簡(jiǎn)圖物體的形狀整理ppt薄壁空心球空心圓柱圓柱整理ppt圓環(huán)圓錐體實(shí)心球整理ppt矩形薄板長(zhǎng)方體橢圓形薄板整理ppt§12-5質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理1.對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩?0整理ppt2相對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩定理--質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理質(zhì)點(diǎn)系相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù),等于作用于質(zhì)點(diǎn)系的外力對(duì)質(zhì)心的主矩.整理ppt思考:如何實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星姿態(tài)控制?動(dòng)量矩守恒定律實(shí)例航天器中反作用輪姿態(tài)控制系統(tǒng)示意簡(jiǎn)圖整理ppt§12-6剛體的平面運(yùn)動(dòng)微分方程平面運(yùn)動(dòng)隨質(zhì)心平移繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)投影式:以上各組均稱為剛體平面運(yùn)動(dòng)微分方程.整理ppt已知:半徑為r,質(zhì)量為m的均質(zhì)圓輪沿水平直線滾動(dòng),如圖所示.設(shè)輪的慣性半徑為,作用于輪的力偶矩為M.求輪心的加速度.如果圓輪對(duì)地面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為f,問力偶M必須符合什么條件不致使圓輪滑動(dòng)?例12-12整理ppt解:純滾動(dòng)的條件:即整理ppt已知:均質(zhì)圓輪半徑為r質(zhì)量為m

,受到輕微擾動(dòng)后,在半徑為R的圓弧上往復(fù)滾動(dòng),如圖所示.設(shè)表面足夠粗糙,使圓輪在滾動(dòng)時(shí)無滑動(dòng).

求:質(zhì)心C

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