工程力學(xué) 教學(xué)課件第15章

第15章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)

（時(shí)間：1次課，2學(xué)時(shí)）第15章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生準(zhǔn)確理解點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)中的三種運(yùn)動(dòng)、三種速度和三種加速度等概念，能夠合理選擇動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)參考系和靜參考系，能夠根據(jù)速度合成定理和加速度合成定理熟練進(jìn)行速度分析和加速度分析。第15章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)

重點(diǎn)和難點(diǎn)：

重點(diǎn)：速度合成定理及其應(yīng)用、加速度合成定理及其應(yīng)用。

難點(diǎn)：動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)參考系的選擇、加速度合成定理。第15章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)

案例導(dǎo)入：

裝甲坦克在摧毀目標(biāo)過(guò)程中，由于戰(zhàn)車在快速的行駛，而炮管也要瞄準(zhǔn)目標(biāo)，因此，炮彈在整個(gè)發(fā)射過(guò)程中處于復(fù)雜的合成運(yùn)動(dòng)之中，要想能準(zhǔn)確地命中目標(biāo)，必須清楚地知道炮彈的運(yùn)動(dòng)軌跡，亦即炮彈的運(yùn)動(dòng)方程?；诖吮菊聦⒃敿?xì)的介紹點(diǎn)(炮彈)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，即相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng)和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)而介紹點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)。第15章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)

第15章案例導(dǎo)入圖

15.1相對(duì)運(yùn)動(dòng)·牽連運(yùn)動(dòng)·絕對(duì)運(yùn)動(dòng)15.2點(diǎn)的速度合成定理15.3牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)的加速度合成定理15.4習(xí)題與練習(xí)第15章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)

15.1相對(duì)運(yùn)動(dòng)·牽連運(yùn)動(dòng)·絕對(duì)運(yùn)動(dòng)

物體的運(yùn)動(dòng)對(duì)于不同的參考體來(lái)說(shuō)是不同的。例如，雨點(diǎn)落下時(shí)，對(duì)于地面上的觀察者來(lái)說(shuō)，雨點(diǎn)是垂直向下的，但是對(duì)于正在行駛的車上的觀察者來(lái)說(shuō)，雨點(diǎn)則是傾斜向后的；又如自行車行駛時(shí)腳蹬的運(yùn)動(dòng)，如圖15.1所示；再如圖15.2所示，沿直線軌道滾動(dòng)的車輪，其輪緣上點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于地面上的觀察者來(lái)說(shuō)，點(diǎn)的軌跡是旋輪線，但是對(duì)于車上的觀察者來(lái)說(shuō)，點(diǎn)的軌跡則是一個(gè)圓。顯然，在上述各例中，動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于兩個(gè)參考體的速度和加速度也都不同。15.1相對(duì)運(yùn)動(dòng)·牽連運(yùn)動(dòng)·絕對(duì)運(yùn)動(dòng)

圖15.1

圖15.2

15.1相對(duì)運(yùn)動(dòng)·牽連運(yùn)動(dòng)·絕對(duì)運(yùn)動(dòng)

通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)，物體對(duì)一參考體的運(yùn)動(dòng)可以由幾個(gè)運(yùn)動(dòng)組合而成。例如，在上述的例子中，車輪上的點(diǎn)M沿旋輪線運(yùn)動(dòng)，但是如果以車廂作為參考體，則點(diǎn)M相對(duì)于車廂的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng)，車廂相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)單的平移。這樣，輪緣上一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就可以看成為兩個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合成，即點(diǎn)M相對(duì)于車廂作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)車廂相對(duì)于地面作平移。于是，相對(duì)于某一參考體的運(yùn)動(dòng)可由相對(duì)于其他參考體的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)組合而成，稱這種運(yùn)動(dòng)為合成運(yùn)動(dòng)。15.2點(diǎn)的速度合成定理下面研究點(diǎn)的相對(duì)速度、牽連速度和絕對(duì)速度三者之間的關(guān)系。一般以地球?yàn)槎▍⒖俭w，以固連在地球上的參考系為定系，而以建立在相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的剛體上的坐標(biāo)系為動(dòng)系，設(shè)動(dòng)點(diǎn)M相對(duì)于動(dòng)系的相對(duì)軌跡為曲線AB，如圖15.3所示。15.2點(diǎn)的速度合成定理圖15.315.2點(diǎn)的速度合成定理15.3牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)的加速度合成定理

15.3牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)的加速度合成定理

15.4習(xí)題與練習(xí)動(dòng)參考定參考動(dòng)系動(dòng)點(diǎn)以B點(diǎn)為圓心、以AB為半徑的圓周運(yùn)動(dòng)沿著墻面向下的直線運(yùn)動(dòng)向右的平動(dòng)方向垂直于OB向上方向由B點(diǎn)指向O點(diǎn)15.4習(xí)題與練習(xí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)向15.4習(xí)題與練習(xí)