理论力学刚体的平面运动精选PPT.ppt
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1、理论力学刚体的平面运动第1页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 1 1 例题例题 椭圆规尺的椭圆规尺的椭圆规尺的椭圆规尺的A A端以速度端以速度端以速度端以速度v vA A沿沿沿沿 x x 轴的负向运动,如图所示,轴的负向运动,如图所示,轴的负向运动,如图所示,轴的负向运动,如图所示,ABAB=l l。试求。试求。试求。试求B B端的速度以及规尺端的速度以及规尺端的速度以及规尺端的速度以及规尺ABAB的角速度。的角速度。的角速度。的角速度。O OB BA Ax xy y 刚体的平面运动刚体的平面运动第2页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 1 1 例题例题 刚体的平面运动刚体的平面运动运运
2、运运 动动动动 演演演演 示示示示第3页,此课件共35页哦O OB BA Ax xy y 例例例例 题题题题 1 1 例题例题v vA Av vBABAv vB B 解解:规尺规尺规尺规尺ABAB作平面运动作平面运动作平面运动作平面运动 。以。以。以。以A A点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,B B点的速度可表示为点的速度可表示为点的速度可表示为点的速度可表示为基点法基点法基点法基点法其中,其中,其中,其中,v vA A的大小已知。由速度合成矢量图可得的大小已知。由速度合成矢量图可得的大小已知。由速度合成矢量图可得的
3、大小已知。由速度合成矢量图可得故规尺故规尺故规尺故规尺ABAB的角速度的角速度的角速度的角速度 v vA A(顺时针)(顺时针)(顺时针)(顺时针)刚体的平面运动刚体的平面运动第4页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 2 2 例题例题 如如如如图图图图所所所所示示示示平平平平面面面面机机机机构构构构中中中中,ABAB=BDBD=DEDE=l l=300=300 mmmm。在在在在图图图图示示示示位位位位置置置置时时时时,BDBDAEAE杆杆杆杆ABAB的的的的角角角角速速速速度度度度为为为为=5=5 radrad s s1 1。试试试试求求求求此此此此瞬瞬瞬瞬时时时时杆杆杆杆DEDE的的的的
4、角角角角速速速速度度度度和和和和杆杆杆杆BDBD中中中中点点点点C C 的的的的速速速速度度度度。A AB BC CD DE E 刚体的平面运动刚体的平面运动第5页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 2 2 例题例题 刚体的平面运动刚体的平面运动运运运运 动动动动 演演演演 示示示示第6页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 2 2 例题例题v vB B 解:解:1.1.求杆求杆求杆求杆DEDE的角速度。的角速度。的角速度。的角速度。其中,其中,其中,其中,D D 点绕点绕点绕点绕 B B 的转动速度的转动速度的转动速度的转动速度 v vD DB B 的方向与的方向与的方向与的方向与BDBD
5、垂直,垂直,垂直,垂直,D D点的速度点的速度点的速度点的速度 v vD D与与与与DE DE 垂直。垂直。垂直。垂直。基点法基点法基点法基点法以以以以B B点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,D D点的点的点的点的速度可表示为速度可表示为速度可表示为速度可表示为 杆杆杆杆BDBD作平面运动,作平面运动,作平面运动,作平面运动,v vB B大小为大小为大小为大小为 方向与方向与方向与方向与ABAB垂直。垂直。垂直。垂直。刚体的平面运动刚体的平面运动 A AB BC CD DE Ev vD Dv vDBDBv vB B第
6、7页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 2 2 例题例题由速度合成矢量图可得由速度合成矢量图可得由速度合成矢量图可得由速度合成矢量图可得于是可得此瞬时杆于是可得此瞬时杆于是可得此瞬时杆于是可得此瞬时杆BDBD的角速度为的角速度为的角速度为的角速度为 v vD DB B 为为为为D D点绕点绕点绕点绕B B的转动速度,应有的转动速度,应有的转动速度,应有的转动速度,应有 转向为逆时针转向为逆时针转向为逆时针转向为逆时针 刚体的平面运动刚体的平面运动v vB B A AB BC CD DE Ev vD Dv vD DB Bv vB B BDBD第8页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 2 2
7、例题例题2.2.求杆求杆求杆求杆BDBD中点中点中点中点C C的速度。的速度。的速度。的速度。仍以仍以仍以仍以B B点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,点为基点,应用速度合成定理,C C点的点的点的点的速度可表示为速度可表示为速度可表示为速度可表示为v vB B A AB BC CD DE Ev vB Bv vC Cv vCBCB其中其中其中其中v vB B大小和方向均为已知,大小和方向均为已知,大小和方向均为已知,大小和方向均为已知,v vCB CB 方向与方向与方向与方向与BDBD杆垂直,杆垂直,杆垂直,杆垂直,大小为大小为大小为大小为由此瞬
8、时速度矢的几何关系,得出此时由此瞬时速度矢的几何关系,得出此时由此瞬时速度矢的几何关系,得出此时由此瞬时速度矢的几何关系,得出此时v vC C的方的方的方的方向恰好沿杆向恰好沿杆向恰好沿杆向恰好沿杆BDBD,大小为,大小为,大小为,大小为 刚体的平面运动刚体的平面运动第9页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 3 3 例题例题 曲曲曲曲柄柄柄柄滑滑滑滑块块块块机机机机构构构构如如如如图图图图所所所所示示示示,曲曲曲曲柄柄柄柄OAOA以以以以匀匀匀匀角角角角速速速速度度度度 转转转转动动动动。已已已已知知知知曲曲曲曲柄柄柄柄OAOA长长长长为为为为R R,连连连连杆杆杆杆ABAB长长长长为为为为
9、l l。当当当当曲曲曲曲柄柄柄柄在在在在任任任任意意意意位位位位置置置置 =tt时,求滑块时,求滑块时,求滑块时,求滑块B B的速度。的速度。的速度。的速度。B B A AO Ox xy y 刚体的平面运动刚体的平面运动第10页,此课件共35页哦B B A AO Ox xy y例例例例 题题题题 3 3 例题例题解:解:v vA Av vA Av vB Bv vBABA因为因为因为因为A A点速度点速度点速度点速度 v vA A已知,故选已知,故选已知,故选已知,故选A A为基点。为基点。为基点。为基点。应用速度合成定理,应用速度合成定理,应用速度合成定理,应用速度合成定理,B B点的速度可点
10、的速度可点的速度可点的速度可表示为表示为表示为表示为 其中其中其中其中v vA A的大小的大小的大小的大小 v vA A=R R 。v vB B=v vA A+v vBABA基点法基点法基点法基点法 刚体的平面运动刚体的平面运动第11页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 3 3 例题例题所以所以所以所以 其中其中其中其中 可求得连杆可求得连杆可求得连杆可求得连杆AB AB 的角速度的角速度的角速度的角速度顺时针转向。顺时针转向。顺时针转向。顺时针转向。v vA Av vB Bv vBABAB Bx xy y由速度合成矢量图可得由速度合成矢量图可得由速度合成矢量图可得由速度合成矢量图可得 刚体
11、的平面运动刚体的平面运动B B A AO Ox xy yv vA Av vA Av vB Bv vBABA第12页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 3 3 例题例题v vA AB B A AO Ox xy yv vB B应用速度投影定理,有应用速度投影定理,有应用速度投影定理,有应用速度投影定理,有将将将将v vA A=r r ,9090o o-,代入上式有代入上式有代入上式有代入上式有90o-速度投影法速度投影法速度投影法速度投影法求得求得求得求得 刚体的平面运动刚体的平面运动第13页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 4 4 例题例题 在在在在图图图图中中中中,杆杆杆杆ABAB长长长
12、长l l,滑滑滑滑倒倒倒倒时时时时B B 端端端端靠靠靠靠着着着着铅铅铅铅垂垂垂垂墙墙墙墙壁壁壁壁。已已已已知知知知A A点点点点以以以以速速速速度度度度u u沿沿沿沿水水水水平平平平轴轴轴轴线线线线运运运运动动动动,试试试试求求求求图图图图示示示示位位位位置置置置杆杆杆杆端端端端B B点的速度及杆的角速度。点的速度及杆的角速度。点的速度及杆的角速度。点的速度及杆的角速度。A AB B u uO O 刚体的平面运动刚体的平面运动第14页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 4 4 例题例题 刚体的平面运动刚体的平面运动运运运运 动动动动 演演演演 示示示示第15页,此课件共35页哦A AB B
13、 u uO O例例例例 题题题题 4 4 例题例题 解:解:解法一、解法一、解法一、解法一、选选选选A A点为基点,点为基点,点为基点,点为基点,A A点的速度点的速度点的速度点的速度v vA A=u=u,则则则则B B点的速度可点的速度可点的速度可点的速度可表示为表示为表示为表示为 v vA A=u uv vB Bv vBABA式式式式中中中中v vB B方方方方向向向向沿沿沿沿OBOB向向向向下下下下,v vBABA方方方方向向向向垂垂垂垂直直直直于于于于杆杆杆杆ABAB,由由由由速速速速度度度度合合合合成成成成矢量图可得矢量图可得矢量图可得矢量图可得AB基点法基点法基点法基点法 所以所以
14、所以所以(逆时针逆时针逆时针逆时针 )刚体的平面运动刚体的平面运动第16页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 4 4 例题例题A AB BO O解法二、解法二、解法二、解法二、也可以选也可以选也可以选也可以选B B点为基点,则点为基点,则点为基点,则点为基点,则A A点的速度可表示为点的速度可表示为点的速度可表示为点的速度可表示为 v vA A=u=uv vB Bv vA AB B式式式式 中中中中v vB B方方方方 向向向向 沿沿沿沿BOBO向向向向 下下下下,v vABAB方方方方 向向向向 垂垂垂垂 直直直直 杆杆杆杆 ABAB,且且且且v vBABA=ABABABAB,但但但但 A
15、BAB未未未未知知知知,而而而而v vA A=u=u。由由由由速速速速度度度度合合合合成成成成矢矢矢矢量图可得量图可得量图可得量图可得 ABABv vB B所以所以所以所以(逆时针逆时针逆时针逆时针 )刚体的平面运动刚体的平面运动第17页,此课件共35页哦例例例例 题题题题 5 5 例题例题 曲柄滑块机构如图所示,曲柄曲柄滑块机构如图所示,曲柄曲柄滑块机构如图所示,曲柄曲柄滑块机构如图所示,曲柄OAOA长长长长R R,连杆连杆连杆连杆ABAB长长长长l l。设曲柄以匀角速度设曲柄以匀角速度设曲柄以匀角速度设曲柄以匀角速度 沿沿沿沿逆钟向绕定轴逆钟向绕定轴逆钟向绕定轴逆钟向绕定轴 O O 转动。
16、试求当曲柄转角为转动。试求当曲柄转角为转动。试求当曲柄转角为转动。试求当曲柄转角为 时滑块时滑块时滑块时滑块B B的加速度和连杆的加速度和连杆的加速度和连杆的加速度和连杆ABAB的角的角的角的角加速度。加速度。加速度。加速度。刚体的平面运动刚体的平面运动O OA AB B 第18页,此课件共35页哦O OA AB B 例例例例 题题题题 5 5 例题例题选点选点选点选点A A为基点,则滑块为基点,则滑块为基点,则滑块为基点,则滑块B B的加速度为的加速度为的加速度为的加速度为 其中,基点其中,基点其中,基点其中,基点A A 加速度的大小为加速度的大小为加速度的大小为加速度的大小为方向沿方向沿方
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