理论力学哈工大第七版第5章

第五章 点 的 运 动 学,点的三维变速曲线运动,§5-1 矢量法,提问：如何确定速度和加速度的方向？,矢端曲线,速度 矢径矢端曲线切线,加速度 速度矢端曲线切线,直角坐标与矢径坐标之间的关系,运动方程,§5-2 直角坐标法,速度,加速度,求： M 点的运动方程；, 轨迹；, 速度；, 加速度。,已知：椭圆规的曲柄OC 可绕定轴O 转动，其端点C 与规尺AB 的中点以铰链相连接，而规尺A，B 两端分别在相互垂直的滑槽中运动，,例 5-1,点M作曲线运动，取坐标系Oxy如图所示。,运动方程,消去t, 得轨迹,解：,速度,加速度,已知：正弦机构如图所示。曲柄OM长为r，绕O轴匀速转动，它与水平线间的夹角为 其中 为t = 0时的夹角， 为一常数。动杆上A，B两点间距离为b。,例5-2,求：点A和B的运动方程及点B的速度和加速度。,A，B点都作直线运动，取Ox轴如图所示。,运动方程,B点的速度和加速度,周期运动,解：,已知：如图所示，当液压减振器工作时，它的活塞在套筒内作直线往复运动。设活塞的加速度 （ 为活塞的速度， 为比例常数)，初速度为 。,例5-3,求：活塞的运动规律。,活塞作直线运动，取坐标轴Ox如图所示,解：,分析齿轮上一点的运动,外啮合齿轮,§ 5-3 自然法,1.弧坐标,自然法：利用点的运动轨迹建立弧坐标和自然轴系，利用它们 描述和分析点的运动的方法。,弧坐标表示的运动方程，为代数量,切线单位矢量,2.自然轴系,副法线单位矢量,切向单位矢量,主法线单位矢量,0时， 的极限方向垂直于 ，亦即n方向。,因为,方向同,3.速度,4.加速度,代入,则,切向加速度,法向加速度,曲线匀变速运动,曲线匀速运动,常数,常数,已知：列车沿半径为R=800m的圆弧轨道作匀加速运动。如初速度为零，经过2min后，速度到达54km/h。,例5-4,求：列车起点和未点的加速度。,列车作曲线加速运动，取弧坐标如上图。,解：,由点M的运动方程，得,例5-5,解：,已知：半径为r的轮子沿直线轨道无滑动地滚动（称为纯滚动），设轮子转角 为常值），如图所示。求用直角坐标和弧坐标表示的轮缘上任一点M的运动方程，并求该点的速度、切向加速度及法向加速度。,例5-6,M点作曲线运动，取 直角坐标系如图所示。,由纯滚动条件,从而,解：,又点M的切向加速度为,