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。     

浅析短跑运动的力学规律--物理与体育专题之十

为了初浅地阐明短跑运动的力学规律，我们先以优秀短跑运动员在赛跑全过程(从起跑到冲过终点线)中位置变化情况的实测结果为典型实例，分析百米赛跑的运动学特点，然后采用一个短跑运动的数学模型，用能量法阐明短跑运动的动力学特点．     

《理论力学》自学辅导材料(一)—— 质点运动学

力学的教学体系从运动学开始是很自然的.质点动力学的研究需要从质点运动学开始;刚体动力学的研究需要从刚体运动学开始,等等.因为我们要研究某一对象的运动.首先要解决对它的运动的描述问题和搞清应如何分析这些运动.因此运动学是为动力学作准备的. 质点运动学研究如何定量地描述质点的运动和分析质点的运动问题.为此,不仅需要建立必要的物理。概念,还需要发展相应的数学方法.力学作为一门精密的学科,需要借助于高等数学,因此质点运动学的内容将体现出数学与物理的密切结合. 虽然在普通物理力学中我们已经学习过一些质点运动学的内容,但这…     

刚体力学(一)

刚体力学是牛顿力学的重要组成部分.无论从刚体运动的形态(运动学)方面还是动力学方面看,刚体比质点要复杂得多.然而,刚体运动学的研究,以及以质点纵动力学普遍定量为基础进行的刚体动力学的研究都取得了成功.其中克服了许多困难,而这些困难的克服也正是这部分理论的精采和成功之处. 刚体力学的内容可分为二部分:(一)刚体运动学;(二)刚体动力学;(三)刚体静力学.刚体静力学可作为刚体动力学的特殊情况,由于它的内容相对来说简单一些,本文不似讨论,一、刚体运动学 刚体运动学研究刚体运动的描述问题和刚体运动的分析方法,使人们对刚体的运动过…     

匀速收绳时流水中小船运动轨迹问题的探究

分析《理论力学教程》§1.3[例2]及其解答,指出该例题的解题条件不足,以及解答中存在的错误.补充阻力系数之后该例题成为适当的动力学问题,小船的动力学方程是一个变系数非线性齐次二阶常微分方程,采用数值计算方法求解其运动轨迹,讨论了阻力系数对轨迹的影响.研究表明当阻力系数越来越大时,小船的横向速度才约等于水流速度的横向分量.补充υφ=-C1 sinφ作为小船运动的微分约束,[例2]的解题条件才充足,才成为存在确定轨迹的质点运动学问题.     

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．     

圆环回滚为何因?

当你坐在电视机前欣赏奥运体操健儿的精彩表演时，你也许会惊叹，一个圆环在她们的操纵下竟如此的滚动自如，甚至有时在运动员把圆环推出后，它会奇迹般地返回到她身边．这是究竟是为什么呢？原来，运动员巧妙地运用了刚体平面运动的知识．我们知道，圆形刚体在粗糙平面上沿一直线的滚动是平面运动．     

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.     

平面运动刚体加速度瞬心的确定及应用

给出在特殊情况下,确定刚体平面运动加速度瞬心的方法以实例说明加速度瞬心在运动学以及动力学中的应用,可使一些问题求解大为简化．     

对同一运动问题的不同解析

在职高力学中,解决动力学问题最基本、最重要的途径是牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律和功能原理．要能够熟悉运用以上原理,必须弄清它们之间的相互联系和区别．这样有助于学生对同一力学问题的学习更深入．思路更清晰．下面通过简单运动问题作一示例,应用不同力学原理来解析,一题多     

质心和质心运动定理应用二例

质心和质心运动定理是力学教学中的一个难点．通过下面对下落弹簧运动规律的分析与研究，不仅可使初学者较深刻地理解和掌握质心和质心运动定理，而且提供了一道运用数学知识处理物理问题的例题．     

大学物理和工程力学在机构运动分析中的应用

大学物理和工程力学（理论力学）是工科学生必修的基础课和专业基础课.运动学又是这两门课程中的核心内容之一,其目的是学生通过对运动学的学习,掌握自然界中运动点（动点）和刚体运动的基本理论和分析方法.但对于一些机械机构的运动分析究竟是采用物理方法还是工程力学（理论力学）的方法经常会产生混淆,甚至出现缪误.本文结合一个具体的运动机构,探讨大学物理方法和工程力学（理论力学）的方法在机构运动分析中的区别以及不同坐标系下运动分析值得注意的问题.     

一种独轮车机器人俯仰平衡运动的控制与实现

针对一台3驱动独轮车机器人系统,对其运动学和动力学特性进行了分析,给出了一种可实现其前后俯仰平衡运动的控制策略。通过对独轮车俯仰运动分析,建立了独轮车俯仰平衡运动的简化力学模型;采用部分反馈线性化的控制方法对车体俯仰角进行了线性化处理,以车体俯仰角和行走轮转角为输出设计了控制器;最后,通过数值仿真实验和物理样机实验验证了力学模型的可靠性和所设计的控制器的有效性。     

抛体运动的描述方法

质点运动学的任务在于描述质点空间位置的改变．本文通过对抛体运动的描述,总结出描述质点平面运动的一般方法及抛体运动在下面几种坐标系下的运动学方程、速度、加速度的不同形式．     

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．     

刚体平面运动动力学问题解法讨论

解刚体平面运动力学问题时,除了应用运动学的关系外,还需要应用动力学的关系——即动力方程式。而动力方程式中一般有一个是力矩方程式,在写力矩方程式时,往往由于矩心的选择不适当而造成解题过程中的麻烦。本文专讨论关于矩心的选择问题。     

浅析细绳与弹簧的不同

在力学中研究物体的平衡或运动时，常使用细绳或弹簧对物体施加力的作用．那么，细绳与弹簧在对物体作用中有何不同呢?本文对这个问题作点阐述。     

两相连小球运动的力学分析

通过对两相连小球的力学分析,建立合适坐标系、根据椭圆运动轨迹,研究两相连小球在特定条件下的运动规律。     

网球运动与力学

随着人们生活水平的提高，网球运动已逐渐成为一种时尚．但初学者在场上练习时常常不是击球触网，就是出界，有的还因为长时间的击球点不当而患上所谓的“网球肘”．本文试从力学的角度分析其原因．     

滚摆运动的研究

从实验和理论上研究了滚摆的运动,得到了滚摆滚动最大高度和滚动时间随滚动次数的变化关系。揭示了空气阻力及摆线间摩擦力等因素对滚摆运动的影响及其引起的系统机械能损失。