第一章-质点动力学-动力学教学课件.ppt

动力学动力学 Dynamics第一章第一章 质点动力学质点动力学第二章第二章 质点系动力学质点系动力学第三章第三章 刚体动力学（平面问题）刚体动力学（平面问题）第四章第四章 动静法动静法1什么是动力学？什么是动力学？动力学动力学 dynamics 研究状态变量与作用量的关系研究状态变量与作用量的关系2机械动力学机械动力学机械动力学机械动力学:研究机械运动与作用力的关系研究机械运动与作用力的关系水星凌日水星凌日:2003年年5月月7日日14:00点点,水星运动到地球与太阳之间水星运动到地球与太阳之间3机械动力学机械动力学4机械动力学机械动力学6心脏动力学、药物动力学心脏动力学、药物动力学7流行病学动力学流行病学动力学8经济动力学经济动力学10第一章第一章 质点动力学质点动力学质点动力学是研究质点运动与其受力间的关系质点动力学是研究质点运动与其受力间的关系道路转弯中的力学问题道路转弯中的力学问题点的运动学点的运动学:点在空间的位置随时间的变化规律点在空间的位置随时间的变化规律 111 1 点的运动学点的运动学二、直角坐标法二、直角坐标法1、运动方程、运动方程2、点的速度、点的速度3、点的加速度、点的加速度131 1 点的运动学点的运动学解：解：1 1、P P点运动方程点运动方程例：例：求求 P 点的运动方程，点的运动方程，P 点的速度和加速度点的速度和加速度OxyABP2 2、P点的速度和加速度点的速度和加速度151 1 点的运动学点的运动学P点的运动轨迹点的运动轨迹OxyABP161 1 点的运动学点的运动学三、自然坐标法三、自然坐标法1、运动方程、运动方程xyzOMs0+-r2、曲线的几何性质、曲线的几何性质曲率曲率(curvature)MTTMT”曲率半径曲率半径(radius curvature)MTT”极限位置的平面称为极限位置的平面称为 密切面密切面(osculating plane)已知点的运动轨迹已知点的运动轨迹181 1 点的运动学点的运动学法面M+s密切面密切面切线切线3、速度与加速度、速度与加速度速度速度加速度加速度副法线副法线主法线主法线反映速度大小的变化反映速度大小的变化反映速度方向的变化反映速度方向的变化速度、加速度矢量在密切面内速度、加速度矢量在密切面内 自然轴系自然轴系(trihedral axes on a curve)191 1 点的运动学点的运动学道路转弯中的力学问题道路转弯中的力学问题双曲线双曲线201 1 点的运动学点的运动学例：例：已知点的运动方程，求点任意时刻的速度、已知点的运动方程，求点任意时刻的速度、加速度的大小和运动轨迹的曲率半径。加速度的大小和运动轨迹的曲率半径。运动方程运动方程:解：解：211 1 点的运动学点的运动学例：例：已知点作平面曲线运动方程，其速度的大小为常量已知点作平面曲线运动方程，其速度的大小为常量u，其，其方向与方向与 x 轴的夹角为轴的夹角为=f(t)（时间时间的可微函数）的可微函数）,求任意时刻求任意时刻点的运动轨迹的曲率半径。点的运动轨迹的曲率半径。解：解：xyu加速度加速度曲率曲率(curvature)221 1 点的运动学点的运动学例：例：已知图示瞬时动点已知图示瞬时动点A的速度和加速度，的速度和加速度，求该瞬时动点求该瞬时动点A的的 。已知：已知：解：解：A(x,y)24