台球的运动和刚体的平面平行运动

人们经常在观看台球比赛中，为选手们的精湛球艺赞不绝口．然而．学过物理学的人都知道，台球的运动与刚体的平面平行运动有着密切的联系．一个优秀的选手不仅必须有高超的技术，最好是还具备一定的物理知识．从另一方面说．掌握了必要的物理知识，就能较快地掌握和提高台球的技能．另外，     

关于作平面平行运动的刚体对定轴的角动量的计算

本文推导出作平面平行运动的刚体对垂直于运动平面的任一定轴的角动量的计算公式，并举例说明其应用．     

一般运动刚体的瞬时螺旋轴

本文导出了一般运动刚体的速度最小值、速度量小值点的位矢、速度最小值点加速度的数学表达式．通过这些公式的讨论验证了一般运动刚体瞬时螺旋轴的存在，给出了清晰的物理图象和几何图象；把潘索定理推广到刚体的一般运动情形，给出了一般运动刚体上任一点速度的又一求法．作为其特例讨论了刚体的定点转动和平面平行运动．     

刚体平面运动时瞬心两种轨迹间关系的一种证明

给出了刚体在平面平行运动时，刚体瞬心的本体极迹与空间极迹间关系的一种证明方法．     

纯滚动运动中的摩擦力做功问题

大学物理教学中普遍要讲授刚体的平面平行运动，而小球的纯滚动问题恰是该运动中的典型问题．本文就纯滚动问题中的摩擦力是否做功?做功的实质以及坐标系选择对此问题的影响作了比较清晰的阐述．     

刚体平面运动瞬心两种轨迹间关系的一种证明

给出了刚体在平面平行运动时，刚体瞬心的本体极迹与空间的极迹间关系的一种证明方法。     

在冲力作用下台球运动的力学分析

作为刚体运动的例证,讨论了在冲力作用下台球的运动情形,计算了在不同的击打条件下,台球进入无滑滚动状态的绕质心转动的速度.     

线轴状刚体平面平行运动实验简析

用细丝线拉动线轴状刚体在水平平面桌面上(或水平导轨上)的运动,是典型的平面平行运动.改变细丝线拉力的倾角或方式,线轴状刚体可以有多种不同的运动状态,因此这是一个有趣的演示实验.之所以线轴状刚体有多种运动状态,关键因素是线轴状刚体在作纯滚动时它与平面桌面或导轨之间的相互作用力是静摩擦力,静摩擦力可以在一定范围连续变化以使线轴状刚体的运动能够满足动力学方程和运动学方程.当所需要的静摩擦力超出其最大允许值时,线轴状刚体与平面桌面或导轨之间将出现滑动,二者之间的摩擦力将由静摩擦力变为滑动摩擦力,纯滚动状态将消失.     

几种演示影响刚体滚动因素的物理实验仪

改进和研制了几种演示刚体平面平行运动(滚动)的物理实验仪,突出演示了转动惯量、滚动半径、刚体质量等因素对运动的影响．仪器结构简单,构思巧妙,演示效果良好．     

用等效质点法求解刚体的平面运动

本文利用等效质点的方法，将刚体的平面运动化为质点的运动，在很大程度上简化了有关问题的求解．     

在刚体平面平行运动中约束方程建立方法的初步探讨

几年来的教学实践中,在解决刚体平面平行运动动力学问题时,列出基本方程,即对质心的动力学方程,并不感到困难.但是,在动力学方程中,由于往往包含有约束力或约束力矩,而使方程的未知数增加.这就要根据给出的约束条件,建立约束方程使问题得解.因此,如何根据给出的约束条件,准确地写出约束方程,是解决平面平行运动动力学问题的一个关键步骤. 在刚体的平面平行运动中,习题的量较大,而且问题种类很多.我们在教学实践中的体会是:将问题归纳、分类,区别以下几种情况而分别采用不同的几种方法.实践证明比较有效地解决了建立约束方程的困难. [一〕当…     

刚体运动三维可视化模拟和复摆相关问题探讨

本文应用刚体定轴转动定律和角动量定理,结合VPython软件,首先模拟刚体的定轴转动,例如匀质圆柱体在不同力矩作用下的转动,直观地显示刚体运动轨迹以及角位移、角速度等物理量随时间的变化关系,以及重力矩作用下的刚体能量守恒等,使刚体运动过程实现可视化.有趣的是,本文还研究了刚体的平面平行运动(平动加转动)以及刚体的振动,模拟了大角度下刚体摆动时出现的混沌状态.可视化模拟深化了对课本知识的理解.     

美国部分高等学校研究生考题分析和介绍(三)

(四)刚体平面平行运动方面的题目和分析力学(用拉格朗日方程解题)方面的题目,总是占相当的比例。这些是经典力学中的传统内容。刚体平面平行运动是日常生活和生产中 最常见的一种运动,它涉及刚体动力学的一些基本物理量的计算和所有基本定理的运用。与刚体定点运动相比,刚体平面平行运动方面有更多的题目可出。分析力学代表经典力学的进一步发展,它是理论物理的基础,它的重要性是很清楚的。 [题5]两根相同的均匀杆AB和BC,每根杆的质量为m,长为2a,在 B点处为光滑连接。 C点能沿一光滑水平轨道运动。 AB能在竖直平面内绕固定点A自由转动。…     

柯尼希定理的实验研究

介绍了刚体平面平行运动中的柯尼希定理的验证实验,并用三种不同形状的刚体验证了柯尼希定理。     

对《理论力学教程》中一个问题的再讨论

关于"一张错误的插图"问题,文献[1-3]对经典教材《理论力学教程》中描述刚体平面平行运动的公式(3.7.3)的理解有误.教材中公式(3.7.3)是刚体上任一点的速度在动坐标系中的分量形式.由于对坐标系与参考系概念的区分不清楚,参考文献[1-3]的作者以及部分学生和教师认为动坐标系是在转动参考系中建立的.本文作者认为研究刚体平面平行运动的3.7节没有选择转动参考系;为了研究的方便,以地面为参考系中建立了两个坐标系来描述刚体的平面平行运动.     

刚体平面运动的教学设计与讨论

刚体平面运动是理论力学课程刚体力学部分的重点教学内容。本文根据平面运动的特点和学生的认知习惯,在该内容的教学中,首先采用对比教学法分析平面运动与平动的不同,使学生的认识能从简单的平动顺利过渡到复杂的平面运动;然后增加了作平面运动的刚体运动情况能以一个平面的运动情况来代表的证明,让学生对该代表的因果关系达到理论上的认识;接着在介绍速度瞬心的时候补充加速度瞬心的介绍,加深学生对速度瞬心的特点及作用的理解;最后分析了平面运动在讨论运动学问题和动力学问题时的不同分解要求,为进一步讨论刚体平面运动的动力学方程建立作铺垫。     

谈谈平面刚体的相对运动

和质点的相对运动不同，刚体在平面内作相对 运动时，由于转动的影响，相对平动的速度不再满足 ＵＡＢ＋ＵＢＡ＝０的关系．本文用平面平行运动的分解、 合成分别求出两刚体Ａ和Ｂ作相对运动时的相对平 动速度、相对转动角速度．从而说明“相对运动的速度 相反”这个结论只适用于没有相对转动的情况．     

用摆演示刚体的平动和平面平行运动

设计了2种摆来分别演示刚体的平动和平面平行运动,并比较了在2种不同运动形式下摆的周期.用拉格朗日方程得到了两摆周期的表达式,通过比较二者的拉格朗日函数,分析了两摆周期不同的原因.     

浅谈自由转动支点的刚体碰撞类习题的解法--“复摆”模型的应用

把“复摆”模型应用到一类刚体的碰撞类问题中,能快速找到刚体瞬时转轴的位置,把刚体的平面平行运动简化为绕瞬时转轴的定轴转动,并展示了几个应用的实例.     

用等效质点法求解刚体的平面运动

本文利用等效质点的方法，将刚体的平面运动化为质点的运动，在很大程度上简化了有关问题的求解。