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物理刚体力学PPT课件汇报人PPT添加目录标题刚体的动力学0104刚体的转动定律与转物理刚体力学概述动惯量0205目录刚体的运动学刚体的振动与波动0306添加章节标题物理刚体力学概述刚体的定义与性质定义刚体是指在力的作用下,形状和大小保持不变的物体性质刚体具有质量、体积、形状、位置等物理量,这些物理量在力的作用下保持不变刚体的运动刚体在力的作用下,可以发生平移、旋转等运动刚体的受力刚体在力的作用下,可以产生力矩、力偶等作用力刚体力学的研究内容与意义研究内容刚体研究意义刚体力应用领域刚体研究方法刚体学是工程力学、机力学主要研究刚力学在机械设计、力学主要采用数械设计、航空航天体在力作用下的航空航天、土木学、物理、力学等领域的基础学科,运动和变形规律工程等领域有着等学科的理论和对于提高工程设计水平、保障工程安广泛的应用方法进行研究全具有重要意义刚体力学的基本假设与局限性基本假设物基本假设物体基本假设物局限性刚体局限性刚体局限性刚体体之间的相互在受到外力作用体是刚体,即力学只适用于力学只适用于力学只适用于作用力是瞬时时,其运动状态物体在受到外保持不变,即物刚体,不适用低速、小质量理想情况,不的,即作用力体在受到外力作力作用时,其与反作用力同于流体、弹性物体,不适用适用于实际复用时,其速度、时存在,同时形状和体积保体等非刚体物于高速、大质加速度和位置保杂情况消失持不变持不变体量物体刚体的运动学刚体的平动定义刚体在空间中的直线运动特点刚体在运动过程中保持形状和大小不变描述刚体平动可以用位移、速度、加速度等物理量来描述应用刚体的平动在工程、机械、航空航天等领域有广泛应用刚体的转动刚体转动的角速度刚体转动刚体转动的角加速度刚体时,单位时间内转过的角度转动时,角速度的变化率刚体转动的定义刚体绕固刚体转动的角动量刚体转动定轴的旋转运动时,角速度与转动惯量的乘积刚体的复合运动刚体复合运动的定刚体复合运动的分类刚体复合运动的特刚体复合运动的应义刚体在空间中平动和转动的组合,点刚体在运动过用在工程、机械、如平动和转动的叠加、同时进行平动和转程中保持其形状和航空航天等领域有平动和转动的交替等动的运动大小不变广泛应用刚体的角速度和角加速度角速度刚体绕角加速度刚体角速度与角加速角速度与角加速某一轴旋转的角绕某一轴旋转的度的关系角加度的应用在刚速度,单位为弧角速度的变化率,速度等于角速度体动力学、机器度/秒单位为弧度/秒对时间的导数人控制等领域有^2广泛应用刚体的动力学刚体的惯性惯性力物体在加速或减速惯性矩衡量刚体抵抗转动时产生的力的能力惯性定律物体保持其运动惯性张量描述刚体在空间状态不变的性质中的转动和振动特性刚体的动量与动量矩动量刚体在某一时刻的动量等于其质量与速度的乘积动量矩刚体在某一时刻的动量矩等于其质量与角速度的乘积动量守恒定律在封闭系统中,刚体的动量总和保持不变动量矩守恒定律在封闭系统中,刚体的动量矩总和保持不变刚体的动能与势能刚体的动能刚体在运动过程中所动能和势能的转换刚体在运动过具有的能量,与刚体的质量和速度程中,动能和势能可以相互转换有关添加标题添加标题添加标题添加标题刚体的势能刚体在静止状态下所动能和势能的守恒在理想情况下,具有的能量,与刚体的质量和位置刚体的动能和势能之和保持不变,有关称为动能和势能的守恒定律刚体的动力学方程牛顿第二定律F=ma角动量定理L=r×p动量定理p=mv角动量守恒定律L=L动能定理Ek=1/2mv^2刚体转动定律Iα=M刚体的转动定律与转动惯量刚体的转动定律刚体转动定律刚体在受到外力矩转动定律的应用在工程中,转动定的作用下,其角加速度与外力矩成律可以用来计算刚体的转动角加速度和转动惯量,从而进行设计和优化正比,与转动惯量成反比添加标题添加标题添加标题添加标题转动惯量刚体转动时,其转动惯转动定律的局限性转动定律只适量与质量、形状、转动轴的位置有用于刚体,不适用于非刚体关刚体的转动惯量l定义刚体转动惯量是刚体转动时,其角动量与角速度的比值l公式I=mr^2,其中m是刚体质量,r是刚体到转轴的距离l应用刚体的转动惯量在物理学、工程学等领域有广泛应用l影响因素刚体的形状、质量分布、转轴位置等因素都会影响其转动惯量刚体的动量矩定理动量矩定理刚体转动的动量动量矩刚体转动的动量矩等矩等于外力矩与角动量变化率于刚体质量与角速度的乘积的矢量和角动量刚体转动的角动量等外力矩刚体转动的外力矩等于外力与力臂的乘积于刚体质量与角速度的乘积刚体的角动量守恒定律角动量守恒定律角动量刚体绕角动量守恒的条角动量守恒的应用在物理学、工程学刚体在运动过程某一轴旋转时,件刚体在运动等领域,角动量守中,其角动量保其角动量等于刚过程中,不受外恒定律被广泛应用持不变体质量乘以角速力矩作用,或者于分析刚体的运动度乘以旋转半径外力矩的矢量和状态和设计机械设备为零刚体的振动与波动简谐振动与波动简谐振动物体在平衡位置附波动介质中传播的振动,如近做往复运动,周期性重复声波、光波等波动方程描述波动传播规律波动速度波在介质中的传播速度,与介质性质有关的方程受迫振动与共振受迫振动在共振受迫振动共振条件外共振现象在外力作用下的的频率与系统的力频率等于系共振条件下,固有频率相同时,振动,如弹簧统固有频率系统振幅最大,振幅最大,称为振子、单摆等能量最大,破共振坏力最强弹性波传播传播能量通过介质的弹性变形传递能弹性波在弹性介质中传播的机械波量传播速度与介质的弹性模量和密度有应用地震波、声波、电磁波等关传播方向沿介质的切线方向传播波动能量与波的强度波动能量波在传播过程中传递的能量波的强度波在传播过程中传递的能量密度波动能量与波的强度的关系波的强度与波动能量成正比波的强度与波的频率、振幅的关系波的强度与波的频率、振幅的平方成正比刚体力学的应用与实例分析刚体在工程中的应用材料选择根据刚体特性选择应力分析通过刚体分析,合适的材料,如钢、铝、混凝了解应力分布,优化设计土等结构设计刚体在桥梁、建筑、振动分析分析刚体在振动环机械等结构设计中的应用境下的响应,如汽车、飞机等交通工具的振动分析刚体在日常生活中的应用建筑结构建筑物的承重机械设备汽车、飞机、家具用品桌椅、床、衣结构、梁、柱等轮船等交通工具的框架和柜等家具的支撑和连接结构体育器材篮球架、足球医疗设备手术床、轮椅、电子产品手机、电脑、门、单杠等体育器材的结担架等医疗设备的支撑和电视等电子产品的外壳和构和支撑连接框架刚体在体育运动中的应用篮球篮球架、篮球板等设备都是田径田径运动中的起跑器、跳高刚体,它们需要承受运动员的撞击杆等设备也是刚体,它们需要承受和冲击运动员的撞击和冲击添加标题添加标题添加标题添加标题足球足球门、足球架等设备也是举重举重运动中的杠铃、哑铃等刚体,它们需要承受足球的撞击和设备也是刚体,它们需要承受运动冲击员的撞击和冲击刚体在科学实验中的应用l刚体在力学实验中的应用测量刚体的质量、密度、弹性模量等物理量l刚体在材料科学中的应用研究材料的力学性能,如强度、硬度、韧性等l刚体在工程中的应用设计、制造和维护各种机械设备,如汽车、飞机、桥梁等l刚体在生物力学中的应用研究人体骨骼、肌肉等组织的力学性能,为医疗、康复等领域提供科学依据感谢您的观看汇报人PPT。