刚体力学中守恒定律的教学难点研究

我们从事工科物理教学多年,在教学过程及历年的考试、测验中,我们发现,相当多的学生在学习刚体力学的守恒定律时掌握不好.特别是在处理物体与转动刚体碰撞的问题时,常发生一些严重的错误.主要表现为:混淆角动量(动量矩)与动量的概念;混淆角动量定理、角动量守恒定律与动量定理、动量守恒定律;混淆刚体的转动动能公式 E_k=     

平面运动刚体的恢复系数公式的推导

针对平面运动刚体的碰撞,给出了恢复系数公式的一种证明方法.     

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．     

面运动刚体的角速度与基点选择无关的证明

我们知道,作平面运动的刚体的任何运动都可看成是一次平动和绕任意点──通常称为基点─—为中心的一次转动的合成。其中平动部分决定于所选基点的运动,而转动部分则与转动中心的选择无关。刚体的平动部分与基点选择有关是显而易见的;转动部分与转动中心(基点)的选择无关,一般力学教科书都是用刚体在两基点情况下前后两位置的转角相同来说明的。关于后一论断,往往不易使人信服。现在,本文将给出一个定量的证明。 设某刚体在XOY平面内运动,刚体上任一点P的位矢是r,任意基点A的位矢是rAO (如附图),并设刚体绕A的角速度是wA,则刚体上任一点…     

刚体一般运动的描述

刚体的一般运动是刚体运动学中最复杂的一类运动,其求解通常需要借助欧拉定理或沙勒定理.通过这两个定理,我们可以把刚体的一般运动分解成较简单的定轴转动和平动.本文主要应用代数理论中的正交矩阵描述刚体的运动,并用代数语言分析了定点转动的本征问题,证明了欧拉定理.随后,将刚体的定点转动进行分解,并给出了物理图像和推导结论,完成...     

任意四边形刚体平板绕质心轴的转动惯量公式

本文给出了任意四边形刚体平板绕其质心轴的转动惯量公式，并在极限情形及对称条件下给出若干推论；均与已知结果相吻合。     

运动界面上反射超声散斑空间运动的研究

在Kirchhoff 衍射理论的基础上，应用随机信号相关原理，推导了作刚体运动的界面上反射超声散斑在空间运动时，保持其复振幅相关的必要条件.由此得到超声散斑的空间运动公式.界面、超声散斑和超声接收探头之间的相对运动，导致界面孔径的改变.分析表明，在保持界面孔径相关的条件下，界面所允许的最大平移量和转角值，与声源位置、接收用聚焦探头的数值孔径、超声入射角以及观察角有关.应用数字相关技术和三维扫描信号采集系统，根据散斑场子集相关系数的单峰性质，对超声散斑空间运动公式进行了实验验证.实验结果表明，理论分析所得的 关键词： 超声散斑 相关原理 空间运动     

三线摆测量转动惯量方法的改进及不确定度分析

不确定度是评估测量结果准确性的重要参数。文中在测量刚体转动惯量的新方法"相对测量法"的基础上,给出其不确定度计算公式。新方法通过数学变换,省去了对上悬盘r及上下悬盘距离H的测量,可有效地减小误差。结果表明,公式改进后的计算结果较传统法相对误差降低0.84%,并且随着转角θ的增加,相对误差也随之增大,实验结果与理论分析一致。     

分析刚体平面运动的新方法——复插值法

提出分析刚体平面运动的一种新方法——复插值法.已知刚体上任意两点的运动学信息(位移、速度、加速度),籍此复插值公式便可确定刚体上任意其它点的位移、速度和加速度.该方法统一了刚体平面运动的位移分析、速度分析与加速度分析方法,便于在计算机上编程实施.     

刚体绕任意轴转动惯量的简便计算

利用微元求和的方法给出几种刚体对于过质心任意轴的转动惯量公式，并由此引出转动惯量与刚体几何对称性的联系，以及与转动惯量有关的几何形体等价性的一些结果．     

刚体绕任意轴转动惯量的简便计算

利用微元求和的方法给出几种刚体对于过质心任意轴的转动惯量公式，并由此引出转动惯量与刚体几何对称性的联系，以及与转动惯量有关的几何形体等价性的一些结果。     

质点沿竖直光滑曲线运动时脱离约束点研究

利用质点运动动力学方程和机械能守恒定律, 对质点在竖直平面内沿任意光滑曲线运动时脱离曲线 的条件进行了研究, 根据曲线方程的不同形式给出了质点脱离约束时的一般公式, 并通过具体实例进行了验证     

多普勒效应的研究

以光子假设为前提 ,利用动量守恒定律和能量守恒定律导出了相对论多普勒公式 ,并简单讨论了经典力学的多普勒效应。     

利用刚体的平面平行运动证明平行轴定理

平行轴定理是刚体转动部分的重要知识点,从刚体的平面平行运动模型出发,通过分析刚体运动的总动能的形式,给出了平行轴定理的一种新的证明思路.     

质点复合运动的矩阵表示法

利用刚体定点转动的变换矩阵Ｌ，导出了质点复合运动的速度变换和加速度变换公式，最后举例说明其应用。     

动量守恒定律应用中的几个问题

中专教材通过对沿一直线运动的两个物体的碰撞分析,推导出动量守恒定律的数学表达式,给出了动量守恒的条件．并指出,这个定律可以推广到许多物体所组成的物体系,且不管物体的运动方向如何．教材同时也指出了运用动量守恒定律及公式解题的一般思路：确定系统,确定系统...     

完整非保守系统Raitzin正则运动方程的积分因子和守恒定理

提出了经典非保守动力学系统守恒定律构成的一般途径.首先,给出积分因子的定义.其次,详细地研究了守恒量存在的必要条件,建立了完整非保守系统Raitzin正则运动方程的守恒定理及其逆定理,并举例说明结果的应用 关键词： 完整系统 Raitzin正则方程 积分因子 守恒定律     

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．     

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。     

任意四边形刚体平板绕质心轴的转动惯量公式

给出了确定任意四边形匀质平板的质心的一种平面几何作图法；并成功地推导出任意四边形刚体平板绕质心轴的转动惯量公式，其特例恰与已知结论相符．