理论力学6：刚体的基本运动.pptx

理论力学6：刚体的基本运动刚体的基本概念与性质01刚体的定义刚体是指内部各质点之间的相对位置保持不变的物体刚体在运动过程中，各质点之间的相对位置始终不变，形状和大小也不发生变化刚体的特点刚体的内部质点之间没有相对运动，整个物体作为一个整体进行运动刚体的各质点之间的相对位置保持不变，形状和大小也不发生变化刚体的运动状态可以用质点的运动来描述刚体的定义与特点刚体的运动学与动力学描述刚体的运动学描述刚体的运动学描述主要研究刚体在空间中的位置、速度和加速度等运动特征刚体的运动学分析通常采用欧拉角、四元数等方法来描述刚体的旋转运动刚体的动力学描述刚体的动力学描述主要研究刚体在运动过程中受到的力、力矩和惯性力等作用刚体的动力学分析通常采用牛顿运动定律、拉格朗日方程等方法来描述刚体的运动规律刚体的质量、质心与转动惯量质量质量是衡量物体惯性大小的物理量，用m表示质量是刚体动力学分析中的基本参数，与物体的重量和体积有关质心质心是物体质量分布的几何中心，用c表示质心的位置与物体的形状和大小有关，可以通过计算物体各质点的坐标和质量的加权平均得到转动惯量转动惯量是衡量物体旋转惯性大小的物理量，用I表示转动惯量与物体的质量、形状和大小有关，可以通过计算物体各质点的质量、距离和平方的乘积的加权平均得到。

刚体的平动运动02平动运动的定义与特点平动运动的定义平动运动是指刚体在空间中沿直线进行的运动，简称平移平动运动可以分解为沿坐标轴的独立运动平动运动的特点平动运动的物体各质点之间的相对位置保持不变，整个物体作为一个整体进行运动平动运动的物体在空间中的位置、速度和加速度可以用质点的运动来描述平动运动的分析平动运动的分析主要包括加速度的计算和运动方程的求解平动运动的加速度可以通过牛顿第二定律计算，即F=ma平动运动的应用平动运动在工程力学、航空航天等领域有广泛的应用，如桥梁的平移、飞机的滑翔等平动运动的分析与应用平动运动的合成平动运动可以合成为沿同一方向的直线运动平动运动的合成可以通过矢量加法进行计算平动运动的分解平动运动可以分解为沿不同方向的直线运动平动运动的分解可以通过矢量乘法进行计算平动运动的合成与分解刚体的转动运动03转动运动的定义与特点转动运动的定义转动运动是指刚体在空间中绕某一点进行的旋转运动，简称旋转转动运动可以分解为绕不同轴的独立运动转动运动的特点转动运动的物体各质点之间的相对位置保持不变，整个物体作为一个整体进行旋转转动运动的物体在空间中的旋转可以用旋转矩阵、欧拉角等方法来描述。

转动运动的分析与应用转动运动的分析转动运动的分析主要包括角速度的计算、角加速度的计算和运动方程的求解转动运动的角速度可以通过角动量定理计算，即I=转动运动的应用转动运动在机器人学、机械工程等领域有广泛的应用，如机器人的关节旋转、汽车的轮胎旋转等转动运动的合成转动运动可以合成为绕同一轴的旋转运动转动运动的合成可以通过矢量加法进行计算转动运动的分解转动运动可以分解为绕不同轴的旋转运动转动运动的分解可以通过矢量乘法进行计算转动运动的合成与分解刚体的平面运动04平面运动的定义与特点平面运动的定义平面运动是指刚体在空间中在一个平面内进行的运动平面运动可以分解为沿平面内坐标轴的独立运动和绕平面内某一点的旋转运动平面运动的特点平面运动的物体各质点之间的相对位置保持不变，整个物体作为一个整体进行运动平面运动的物体在空间中的位置、速度和加速度可以用质点的运动来描述平面运动的分析平面运动的分析主要包括加速度的计算和运动方程的求解平面运动的加速度可以通过牛顿第二定律计算，即F=ma平面运动的应用平面运动在工程力学、机器人学等领域有广泛的应用，如桥梁的平面运动、机器人的关节平面运动等平面运动的分析与应用平面运动的合成平面运动可以合成为沿同一方向的直线运动。

平面运动的合成可以通过矢量加法进行计算平面运动的分解平面运动可以分解为沿不同方向的直线运动平面运动的分解可以通过矢量乘法进行计算平面运动的合成与分解刚体的空间运动05空间运动的定义与特点空间运动的定义空间运动是指刚体在空间中进行的运动，包括平动、转动和平面运动空间运动可以分解为沿空间坐标轴的独立运动和绕空间内某一点的旋转运动空间运动的特点空间运动的物体各质点之间的相对位置保持不变，整个物体作为一个整体进行运动空间运动的物体在空间中的位置、速度和加速度可以用质点的运动来描述空间运动的分析空间运动的分析主要包括加速度的计算和运动方程的求解空间运动的加速度可以通过牛顿第二定律计算，即F=ma空间运动的应用空间运动在航空航天、机器人学等领域有广泛的应用，如飞机的飞行、机器人的空间运动等空间运动的分析与应用空间运动的合成与分解空间运动的合成空间运动可以合成为沿同一方向的直线运动空间运动的合成可以通过矢量加法进行计算空间运动的分解空间运动可以分解为沿不同方向的直线运动空间运动的分解可以通过矢量乘法进行计算刚体运动学的应用实例06刚体在重力场中的运动分析重 力 场 中 的 运 动 分 析在 重 力 场 中，刚 体 的 运 动 受 到 重 力 的 作 用，可 以 通 过 牛 顿 第 二定 律 计 算 加 速 度。

重 力 场 中 的 刚 体 运 动 分 析 可 以 应 用 于 建 筑 结 构、航 空 航 天 等 领域刚体在弹性支撑下的运动分析弹 性 支 撑 下 的 运 动 分 析在 弹 性 支 撑 下，刚 体 的 运 动 受 到 弹 性 力 的 作 用，可 以 通 过 胡 克定 律 计 算 弹 性 力弹 性 支 撑 下 的 刚 体 运 动 分 析 可 以 应 用 于 桥 梁 工 程、机 器 人 学 等领 域刚体在摩擦力作用下的运动分析摩 擦 力 作 用 下 的 运 动 分 析在 摩 擦 力 作 用 下，刚 体 的 运 动 受 到 摩 擦 力 的 作 用，可 以 通 过 摩擦 定 律 计 算 摩 擦 力摩 擦 力 作 用 下 的 刚 体 运 动 分 析 可 以 应 用 于 机 械 工 程、交 通 运 输等 领 域谢谢观看THANKYOUFORWATCHING。