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教案2007~2008學(xué)年第1學(xué)期學(xué)院、系機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械工程系課程名稱(chēng) 理論力學(xué)專(zhuān)業(yè)、年級(jí)、班級(jí)機(jī)械類(lèi)06級(jí)主講教師 蘇繼龍福建農(nóng)林大學(xué)教案編寫(xiě)說(shuō)明教案又稱(chēng)課時(shí)授課計(jì)劃,是任課教師的教學(xué)實(shí)施方案。任課教師應(yīng)遵循專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃制訂的培養(yǎng)目標(biāo),以教學(xué)大綱為依據(jù),在熟悉教材、了解學(xué)生的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提前編寫(xiě)設(shè)計(jì)好每門(mén)課程每個(gè)章、節(jié)或主題的全部教學(xué)活動(dòng)。教案可以按每堂課(指同一主題連續(xù)1~4節(jié)課)設(shè)計(jì)編寫(xiě)。教案編寫(xiě)說(shuō)明如下:1、編號(hào):按施教的順序標(biāo)明序號(hào)。2、教學(xué)課型表示所授課程的類(lèi)型,請(qǐng)?jiān)诶碚撜n、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、實(shí)踐課及其它欄內(nèi)選擇打“√”。3、題目:標(biāo)明章、節(jié)或主題。4、教學(xué)內(nèi)容:是授課的核心。將授課的內(nèi)容按邏輯層次,有序設(shè)計(jì)編排,必要時(shí)標(biāo)以“*”、“#”“?”符號(hào)分別表示重點(diǎn)、難點(diǎn)或疑點(diǎn)。5、教學(xué)方式、手段既教學(xué)方法,如講授、討論、示教、指導(dǎo)等。教學(xué)媒介指教科書(shū)、板書(shū)、多媒體、模型、標(biāo)本、掛圖、音像等教學(xué)工具。6、討論、思考題和作業(yè):提出若干問(wèn)題以供討論,或作為課后復(fù)習(xí)時(shí)思考,亦可要求學(xué)生作為作業(yè)來(lái)完成,以供考核之用。7、參考書(shū)目:列出參考書(shū)籍、有關(guān)資料。8、日期的填寫(xiě)系指本堂課授課的時(shí)間。福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第一章靜力學(xué)公理和物體受力分析1-1緒論及靜力學(xué)基本概念(力、力系等效)1-2靜力學(xué)公理1-3約束和約束力1-4物體的受力分析及受力圖教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:理論力學(xué)的研究對(duì)象及其在工程技術(shù)中的作用,理論力學(xué)的研究方法。學(xué)習(xí)該課程的目的。熟悉:熟悉靜力學(xué)公理、約束和約束反力等基本概念掌握:熟練地掌握選取分離體及畫(huà)出受力圖的方法。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1-1緒論部分(1)機(jī)械運(yùn)動(dòng)(2)靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)(3)方法及目的(4)力、平衡、剛體、等效、受力分析1-2靜力學(xué)公理*(1)平行四邊形法則(2)加減平衡力系(3)可傳性(4)作用與反作用定律約束和約束力常見(jiàn)約束的類(lèi)型、性質(zhì)及約束力的簡(jiǎn)化表示方法*1-4物體的受力分析及受力圖主動(dòng)力、被動(dòng)力、分離體、受力圖*#教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念:1)平衡:物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種特殊狀態(tài)。在靜力學(xué)中,若物體相對(duì)于地面保持靜止或作勻速直線(xiàn)平動(dòng),則稱(chēng)物體處于平衡。2)剛體:在力作用下不變形的物體。剛體是靜力學(xué)中的理想化力學(xué)模型。3)約束:對(duì)非自由體的運(yùn)動(dòng)所加的限制條件。在剛體靜力學(xué)中指限制研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)的物體。約束對(duì)非自由體施加的力稱(chēng)為約束(反)力。約束(反)力的方向總是與約束所能阻礙的物體的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。4)力:物體之間的相互機(jī)械作用。其作用效果可使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變和使物體產(chǎn)生變形。力對(duì)物體作用的效應(yīng)取決于力的大小、方向、作用點(diǎn)這三個(gè)要素,且滿(mǎn)足平行四邊形法則,故力是定位矢量。5)力的分類(lèi):集中力、分布力主動(dòng)力、約束反力6)力系:同時(shí)作用于物體上的一群力稱(chēng)為力系。按其作用線(xiàn)所在的位置,力系可以分為平面力系和空間力系,按其作用線(xiàn)的相互關(guān)系,力系分為共線(xiàn)力系、平行力系、匯交力系和任意力系等等。7)等效力系:分別作用于同一剛體上的兩組力系,如果它們對(duì)該剛體的作用效果完全相同,則此兩組力系互為等效力系。8)平衡力系:若物體在某力系作用下保持平衡,則稱(chēng)此力系為平衡力系。9)力的合成與分解:若力系與一個(gè)力FR等效,則力FR稱(chēng)為力系的合力,而力系中的各力稱(chēng)為合力FR的分力。力系用其合力FR代替,稱(chēng)為力的合成;反之,一個(gè)力FR用其分力代替,稱(chēng)為力的分解。工程中常見(jiàn)的約束類(lèi)型及其反力的畫(huà)法:1)光滑接觸面:其約束反力沿接觸點(diǎn)的公法線(xiàn),指向被約束物體。2)光滑圓柱、鉸鏈和頸軸承:其約束反力位于垂直于銷(xiāo)釘軸線(xiàn)的平面內(nèi),經(jīng)過(guò)軸心,通常用過(guò)軸心的兩個(gè)大小未知的正交分力表示。3)固定鉸支座:其約束反力與光滑圓柱鉸鏈相同。4)活動(dòng)鉸支座:與光滑接觸面類(lèi)似。其約束反力垂直于光滑支承面。5)光滑球鉸鏈:其約束反力過(guò)球心,通常用空間的三個(gè)正交分力表示。6)止推軸承:其約束反力常用空間的三個(gè)正交分力表示。7)二力體:所受兩個(gè)約束反力必沿兩力作用點(diǎn)連線(xiàn)且等值、反向。8)柔軟不可伸長(zhǎng)的繩索:其約束反力為沿柔索方向的一個(gè)拉力,該力背離被約束物體。9)固定端約束:其約束反力在平面情況下,通常用兩正交分力和一個(gè)力偶表示;在空間情況下,通常用空間的三個(gè)正交分力和空間的三個(gè)正交分力偶表示。受力分析及畫(huà)受力圖(1)正確畫(huà)出約束反力。一個(gè)物體往往同時(shí)受到幾個(gè)約束的作用,這時(shí)應(yīng)分別根據(jù)每個(gè)約束本身的特性來(lái)確定其約束反力的方向,而不能憑主觀(guān)臆測(cè)。(2)當(dāng)分析兩物體間相互作用時(shí),應(yīng)遵循作用、反作用關(guān)系。例1畫(huà)出受力圖。已知:物塊重P,小球重G,滑輪不計(jì)重量,各桿自重不計(jì),畫(huà)出各個(gè)物塊及整體的受力圖。例2懸臂吊車(chē)受力圖討論、思考題、作業(yè):思考題:二力桿是否一定為直桿?作業(yè):P201-1abdhfgk1-2abefi參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第二章平面匯交力系與平面力偶系2-1平面匯交力系合成與平衡的幾何法2-2平面匯交力系合成與平衡的解析法2-3平面力對(duì)點(diǎn)之矩2-4平面力偶教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:平面匯交力系的概念和工程背景。熟悉:熟悉力矩和力偶等基本概念及其性質(zhì)。掌握:熟練掌握計(jì)算力的投影、力對(duì)點(diǎn)的矩和力對(duì)軸的矩。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):2-1平面匯交力系合成與平衡的幾何法(了解)(1)平面匯交力系的概念(2)平面匯交力系合力作用線(xiàn)通過(guò)匯交點(diǎn)(3)平面匯交力系合成與平衡的幾何條件2-2解析法(1)力在軸上的投影*,合力投影定理*(2)匯交力系合成解析法和平衡方程*#2-3平面力對(duì)點(diǎn)之矩力對(duì)點(diǎn)之矩*,力矩矢,匯交力系合力矩定理2-4物體的受力分析及受力圖(1)力偶,力偶矩*#,力偶矩矢(2)力偶的性質(zhì),力偶系的合成和平衡條件*。平面力偶系平衡方程的應(yīng)用重點(diǎn):力在坐標(biāo)軸上的投影、合力投影定理、平面匯交力系的平衡條件及求解平衡問(wèn)題的解析法、力對(duì)點(diǎn)之矩的計(jì)算、力偶矩的概念、平面力偶性質(zhì)和力偶等效條件。教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:匯交力系合成與平衡的幾何法匯交力系合成和平衡的解析法力在坐標(biāo)軸上的投影為Fx=FcosαFy=Fcosβ=Fsinα式中為力F與x軸間的夾角,投影值為代數(shù)量。2)平面力的解析表達(dá)式為F=Xi+Yj在直角坐標(biāo)系下有X=FxY=Fy3)合力投影定理:合力在某一軸上的投影等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。如FRx=ΣX,F(xiàn)Ry=ΣY。三、平面匯交力系平衡方程四、力矩和力偶理論1)平面內(nèi)的力對(duì)點(diǎn)O之矩是代數(shù)量,記為Mo(F)其中F為力的大小,h為力臂,ABO為力矢AB與矩心O組成三角形的面積。一般以逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎?,反之為?fù)。力矩的解析表達(dá)式為:2)合力矩定理:3)力偶和力偶矩:力偶是由等值、反向、不共線(xiàn)的兩個(gè)平行力組成的特殊力系。力偶沒(méi)有合力,也不能用一個(gè)力來(lái)平衡。力偶對(duì)物體的作用效應(yīng)決定于力偶矩M的大小和轉(zhuǎn)向,即M=±Fd式中正負(fù)號(hào)表示力偶的轉(zhuǎn)向,一般以逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎?,反之為?fù)。力偶在任一軸上的投影等于零,它對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于力偶矩,力偶矩與矩心的位置無(wú)關(guān)。4)同平面內(nèi)力偶的等效定理:在同平面內(nèi)的兩個(gè)力偶,如果力偶矩相等,則彼此等效。力偶矩是力偶作用效果的唯一度量。5)平面力偶系平衡條件:教材P26例2-3、2-5例一圖示結(jié)構(gòu)受力作用,桿重不計(jì),則A支座約束力的大小為(2)。P/2;②;③P;4。O。例二圖示結(jié)構(gòu)受矩為M=10KN.m的力偶作用。若a=1m,各桿自重不計(jì)。則固定鉸支座D的反力的大小為10KN;方向水平向右。討論、思考題、作業(yè):思考題:P334、6、9、10作業(yè):P362-1、2-2、2-5、2-7、2-11、2-12(C)、2-13、2-15、2-16參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第三章平面任意力系3-1平面任意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化3-2平面任意力系的平衡條件和平衡方程3-3物體系的平衡、靜定和超靜定問(wèn)題教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:平面任意力系的概念和工程背景。熟悉:力的平移定理和向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法。掌握:掌握平面任意力系的向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法、平衡方程及應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):3-1平面任意力系向作用面內(nèi)一點(diǎn)簡(jiǎn)化(1)力的平移定理*(2)主矢和主矩*#(3)力系簡(jiǎn)化的各種結(jié)果3-2平面任意力系的平衡條件和平衡方程(1)平衡方程*#(2)平衡方程的各種形式3-3物體系的平衡*和靜定和超靜定問(wèn)題#教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:1.基本內(nèi)容一、平面力系向平面內(nèi)一點(diǎn)簡(jiǎn)化1)力線(xiàn)平移定理2)主矢和主矩主矢:平面力系各力的矢量和,即主矩:平面力系中各力對(duì)于任選簡(jiǎn)化中心之矩的代數(shù)和,即一個(gè)力系的主矢與簡(jiǎn)化中心的選取無(wú)關(guān);一般情況下,主矩與簡(jiǎn)化中心的選取有關(guān)。二、平面任意力系的簡(jiǎn)化步驟及結(jié)果討論基本步驟如下:①選取簡(jiǎn)化中心O:題目指定點(diǎn)或自選點(diǎn)(一般選在多個(gè)力交點(diǎn)上)②建立直角坐標(biāo)系Oxy③求主矢:其中為FR與x軸所夾銳角,所在象限由ΣX、ΣY符號(hào)確定,并畫(huà)在簡(jiǎn)化中心O上。④求主矩:逆正順負(fù),畫(huà)在圖中⑤簡(jiǎn)化結(jié)果討論a.若:平面力系與一力偶等效,此力偶為平面力系的合力偶,其力偶矩用主矩Mo度量,這時(shí)主矩與簡(jiǎn)化中心的選擇無(wú)關(guān)。b.若:平面力系等效于作用線(xiàn)過(guò)簡(jiǎn)化中心的一個(gè)合力FR,且有FR=FR。c.若:平面力系簡(jiǎn)化結(jié)果為一合力FR,其大小、方向與主矢相同,作用線(xiàn)在距簡(jiǎn)化中心O為處。d.,則該力系為平衡力系。三、平面力系的平衡方程及其應(yīng)用1.平面力系平衡的充分必要條件是該力系的主矢和對(duì)作用面內(nèi)任意一點(diǎn)的主矩同時(shí)為零。其解析表達(dá)式有三種形式,稱(chēng)為平衡方程。1)基本形式2)二矩式附加條件為:A、B兩點(diǎn)連線(xiàn)不垂直于x軸3)三矩式附加條件為:A、B、C三點(diǎn)不共線(xiàn)特殊力系的平衡方程1)共線(xiàn)力系:2)平面匯交力系:3)平面力偶系:4)平面平行力系:2.應(yīng)用平衡方程式求解平衡問(wèn)題的方法稱(chēng)為解析法,它是求解平衡問(wèn)題的主要方法。四、靜定和靜不定問(wèn)題重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):(*)平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)的簡(jiǎn)化及力系的簡(jiǎn)化結(jié)果。平面任意力系平衡的解析條件及平衡方程的各種形式。物體及物體系平衡問(wèn)題的解法。難點(diǎn):(#)1、主矢與主矩的概念。2、利用特殊力系的特點(diǎn)畫(huà)出某些約束反力,選擇恰當(dāng)?shù)钠胶夥匠糖蠼馕粗俊?、物體系平衡問(wèn)題中正確選取研究對(duì)象及平衡方程。例題:教材P47例3-2、3-4、3-8補(bǔ)充例題:例1結(jié)構(gòu)如圖,C處為鉸鏈,自重不計(jì)。已知:P=100KN,q=20KN/m,M=50KN·m。試求A、B兩支座的反力。[解]先取BC桿,Σmc=0,3YB-1.5P=0,YB=50KN再取整體ΣX=0,XA+XB=0ΣY=0,YA+YB-P-2q=0ΣmA=0,5YB-3XB-3.5P-q·22+M=0解得:XA=30KN,YA=90KNXB=-30KN討論、思考題、作業(yè):思考題:p613-2作業(yè):P633-2、3-3、3-4、3-5、3-7、3-8、3-10、3-13、3-19、3-23、3-26、3-27、3-29參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第四章空間力系4-1空間匯交力系4-2力對(duì)點(diǎn)之矩和力對(duì)軸的矩4-3空間力偶4-4空間任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化,主矢和主矩空間力系平衡條件和平衡方程重心教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:空間力系的概念和工程背景,了解空間力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的方法,明確空間力系合成的四種結(jié)果。熟悉:熟悉空間力系簡(jiǎn)化方法及重心的概念,對(duì)空間力偶的性質(zhì)及其作用效應(yīng)有清晰的理解、物體重心的公式。掌握:1、能熟練地計(jì)算力在空間直角坐標(biāo)軸上的投影。2、熟練掌握力對(duì)點(diǎn)之矩與力對(duì)軸之矩的計(jì)算。3、能正確地畫(huà)出各種常見(jiàn)空間的約束反力。4、會(huì)應(yīng)用各種形式的空間力系平衡方程求解簡(jiǎn)單空間平衡問(wèn)題。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.基本概念1)力在空間直角坐標(biāo)軸的投影2)力矩的計(jì)算力對(duì)點(diǎn)之矩*#力對(duì)軸之矩*#空間力偶及其等效條件2.空間力系的簡(jiǎn)化與合成的最終結(jié)果3.空間力系的平衡條件和平衡方程*4.平行力系中心及物體的重心重點(diǎn):1.力在空間直角坐標(biāo)軸上的兩種投影法;2.力對(duì)軸之矩和力對(duì)點(diǎn)之矩的計(jì)算及力矩關(guān)系定理;3.空間匯交力系、空間任意力系、空間平行力系的平衡方程及其應(yīng)用;4.重心的坐標(biāo)公式。難點(diǎn):1.空間矢量的運(yùn)算,空間結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系和立體圖,力在坐標(biāo)軸上的二次投影2.空間力偶矩矢在坐標(biāo)軸上的投影3.解空間力系平衡問(wèn)題時(shí)力矩軸的選取教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:一、空間力的投影1)力在空間直角坐標(biāo)軸的投影(a)直接投影法:已知力F和直角坐標(biāo)軸夾角α、β、,則力F在三個(gè)軸上的投影分別為(b)間接投影法(即二次投影法):已知力F和夾角、,則力F在三個(gè)軸上的投影分別為二、空間力對(duì)點(diǎn)和軸之矩2)力矩的計(jì)算(a)力對(duì)點(diǎn)之矩在空間情況下力對(duì)點(diǎn)之矩為一個(gè)定位矢量,其定義為其中r為力F作用點(diǎn)的位置矢徑(b)力對(duì)軸之矩在空間情況下力對(duì)軸之矩為一代數(shù)量,其大小等于此力在垂直于該軸的平面上的投影對(duì)該軸與此平面的交點(diǎn)之矩,其正負(fù)號(hào)按右手螺旋法則來(lái)確定,即在直角坐標(biāo)條下有Mx(F)=yZ-zYMy(F)=zX-xZMz(F)=xY-yX(c)力矩關(guān)系定理力對(duì)已知點(diǎn)之矩在通過(guò)該點(diǎn)的任意軸上的投影等于同一力對(duì)該軸之矩。在直角坐標(biāo)系下有Mo(F)=Mx(F)i+My(F)j+Mz(F)k(d)合力矩定理空間力系的合力對(duì)任一點(diǎn)之矩等于力系中各力對(duì)同一點(diǎn)之矩的矢量和,即Mo(FR)=ΣMo(F)空間力系的合力對(duì)任一軸(例如z軸)之矩等于力系中各力對(duì)同一軸之矩的代數(shù)和,即Mz(FR)=ΣMz(F)=Σ(xY-yX)三、空間力偶及其等效條件四、空間力系的簡(jiǎn)化與合成的最終結(jié)果1)空間力系向已知點(diǎn)O簡(jiǎn)化空間力系向已知點(diǎn)O簡(jiǎn)化的一般結(jié)果為一個(gè)作用在O點(diǎn)的力和一個(gè)力偶,該力矢量等于此力系的主矢。該力偶的力偶矩矢量等于力系對(duì)簡(jiǎn)化中心O的主矩。主矢與簡(jiǎn)化中心的選取無(wú)關(guān)。一般情況下,主矩與簡(jiǎn)化中心的選取有關(guān)。2)空間力系合成的最終結(jié)果空間力系的最終合成結(jié)果有四種可能:一個(gè)合力、一個(gè)合力偶、一個(gè)力螺旋和平衡,這四種結(jié)果可由力系的主矢和力系對(duì)任意一點(diǎn)的主矩來(lái)判斷。具體結(jié)果見(jiàn)教材。五、空間力系的平衡條件和平衡方程空間力系平衡的充分與必要條件為:該力系的主矢和對(duì)任意點(diǎn)的主矩同時(shí)為零。其基本形式的平衡方程為:ΣX=0ΣMx(F)=0ΣY=0ΣMy(F)=0ΣZ=0ΣMz(F)=0須指出,空間一般力系有六個(gè)獨(dú)立的平衡方程可以求解六個(gè)未知量。具體應(yīng)用時(shí),不一定使3個(gè)投影軸或矩軸互相垂直,也沒(méi)有必要使矩軸和投影軸重合,而可以選取適宜軸線(xiàn)為投影軸或矩軸,使每一個(gè)平衡方程中所含未知量最少,以簡(jiǎn)化計(jì)算。此外,還可以將投影方程用適當(dāng)?shù)牧胤匠倘〈?,得到四矩式、五矩式以至六矩式的平衡方程。使?jì)算更為簡(jiǎn)便。六、物體的重心物體的重心物體的重心是該重力的合力始終通過(guò)的一點(diǎn)。均質(zhì)物體的重心與中心重合。物體的重心在物體內(nèi)占有確定的位置,與物體在空間的位置無(wú)關(guān)。物體重心的坐標(biāo)公式為例題:教材P78:4-4、4-9例一圖示水平圓盤(pán)半徑為r=1m,繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng),力F=4kN在與圓盤(pán)外緣相切的鉛垂面內(nèi),h=1m,求力F對(duì)三軸之矩。:例二在圖示轉(zhuǎn)軸中,已知:Q=4KN,r=0.5m,輪C與水平軸AB垂直,自重均不計(jì)。試求平衡時(shí)力偶矩M的大小及軸承A、B的約束反力。討論、思考題、作業(yè):思考題:P101,1,2,9作業(yè):P1024-1、4-2、4-4、4-6、4-8、4-12、4-13、4-19參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:2學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第五章摩擦5-1滑動(dòng)摩擦5-2摩擦角和自鎖5-3考慮摩擦?xí)r物體的平衡教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:摩擦的概念及摩擦的分類(lèi)、自鎖現(xiàn)象。熟悉:靜滑動(dòng)摩擦力及最大靜滑動(dòng)摩擦力。掌握:熟練掌握含摩擦平衡問(wèn)題的解法。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):滑動(dòng)摩擦動(dòng)滑動(dòng)摩擦、靜滑動(dòng)摩擦庫(kù)侖摩擦定律*靜滑動(dòng)摩擦系數(shù)、最大靜摩擦力3.摩擦角與自鎖現(xiàn)象#4.考慮摩擦?xí)r物體的平衡*、平衡的臨界狀態(tài)和平衡范圍*。教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:一、滑動(dòng)摩擦、最大靜摩擦力1)摩擦現(xiàn)象:按照接觸物體之間可能會(huì)相對(duì)滑動(dòng)或相對(duì)滾動(dòng),可分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。2)庫(kù)侖摩擦定律:①滑動(dòng)摩擦力是在兩個(gè)物體相互接觸的表面之間有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)或有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的切向阻力。前者稱(chēng)為靜滑動(dòng)摩擦力,后者稱(chēng)為動(dòng)滑動(dòng)摩擦力。②靜摩擦力的方向與接觸面間相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,它的大小隨主動(dòng)力改變,應(yīng)根據(jù)平衡方程確定。靜摩擦力Fs變化的范圍在零與最大值Fmax之間,即0≤Fs≤Fmax當(dāng)物體處于平衡的臨界狀態(tài)時(shí),靜摩擦力達(dá)到最大值Fmax,其大小由庫(kù)侖靜摩擦定律決定,即Fmax=fsFNfs稱(chēng)為靜滑動(dòng)摩擦因數(shù),與接觸面的性質(zhì)有關(guān),用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。當(dāng)物體發(fā)生滑動(dòng)時(shí)的摩擦力稱(chēng)為動(dòng)滑動(dòng)摩擦力,其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,大小為Fd=fFN其中f稱(chēng)為動(dòng)滑摩擦因數(shù),一般有f<fs二、摩擦角與自鎖現(xiàn)象摩擦角為全約束反力與法線(xiàn)間夾角的最大值,且有tan=fs當(dāng)作用于物體的主動(dòng)力的合力的作用線(xiàn)與支承面的法線(xiàn)所夾的銳角小于摩擦角時(shí),無(wú)論這個(gè)力有多大,物體總能保持平衡狀態(tài)的現(xiàn)象。稱(chēng)為自鎖。即自鎖現(xiàn)象發(fā)生時(shí)總有0≤≤其中:三、考慮摩擦的平衡問(wèn)題首先需要對(duì)物體所處的狀態(tài)作出判斷,其次是要判斷物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),以便正確分析摩擦力。物體平衡時(shí),既要滿(mǎn)足平衡條件又要滿(mǎn)足接觸面的物理性質(zhì)給出的限制條件。重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):1.滑動(dòng)摩擦力和臨界滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦定律。2.考慮滑動(dòng)摩擦?xí)r物體的平衡問(wèn)題的求解方法。難點(diǎn):正確區(qū)含摩擦平衡問(wèn)題;正確判斷摩擦力的方向及正確應(yīng)用庫(kù)侖摩擦定律。教材P116例5-2例題1圖所示為攀登電線(xiàn)桿時(shí)所采用腳套鉤。已知套鉤的尺寸,電線(xiàn)桿的直徑,摩擦系數(shù)。試求套鉤不致下滑時(shí)腳踏力的作用線(xiàn)與電線(xiàn)桿中心線(xiàn)的距離。解:解析法:取研究對(duì)象:套鉤受力分析:如圖列方程物理?xiàng)l件:聯(lián)立以上各式可得:討論、思考題、作業(yè):思考題:P1231,7,作業(yè):P1255-2、5-3、5-5、5-7、5-9、5-15參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:2學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):靜力學(xué)習(xí)題課靜力學(xué)總結(jié)力、剛體、力偶、力線(xiàn)平移、靜力學(xué)公理力對(duì)點(diǎn)之矩和力對(duì)軸之矩力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化平衡條件和平衡方程及應(yīng)用摩擦現(xiàn)象教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:力、力偶、平移定理、主矢和主矩、摩擦角等概念。熟悉:力的投影、力對(duì)點(diǎn)和對(duì)軸之矩、力的簡(jiǎn)化方法、平衡條件和平衡方程。掌握:各力系平衡條件和平衡方程的應(yīng)用能力。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):總結(jié)靜力學(xué)基本概念和基本原理等主要內(nèi)容通過(guò)示例講解解題常用方法重點(diǎn)總結(jié)平面任意力系平衡問(wèn)題的解法教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:1.靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(概念)平衡、剛體和力的概念,等效力系和平衡力系,靜力學(xué)公理(或力的基本性質(zhì)),非自由體,約束,約束的基本類(lèi)型,二力桿,約束力,研究對(duì)象和受力圖,力對(duì)點(diǎn)和對(duì)軸的矩,力的平移,力系的簡(jiǎn)化,摩擦力,平衡方程。2.匯交力系匯交力系合成的幾何法和平衡的幾何條件,力在軸上的投影,合力投影定理,匯交力系合成解析法和平衡的解析條件,平衡方程。3.力矩和力偶理論力對(duì)點(diǎn)之矩,力矩矢,匯交力系合力矩定理,力偶,力偶矩,力偶矩矢。力偶的性質(zhì),力偶系的合成和平衡條件。平面力偶系平衡方程的應(yīng)用,力的平移定理。4.平面任意力系平面任意力系向平面內(nèi)一點(diǎn)簡(jiǎn)化,主矢和主矩。力系簡(jiǎn)化的各種結(jié)果,合力矩定理,平面力系(包括平面平行力系)的平衡條件,平衡方程的各種形式,靜定和靜不定問(wèn)題的概念,物體系的平衡(包括平面簡(jiǎn)單桁架的內(nèi)力計(jì)算)。5.摩擦滑動(dòng)摩擦力,極限摩擦定律,滑動(dòng)摩擦系數(shù),摩擦角,自鎖現(xiàn)象,考慮摩擦力時(shí)物體和物體系的平衡。6.空間力系和重心力對(duì)軸之矩,力對(duì)軸的矩與對(duì)該軸上任一點(diǎn)的矩之間的關(guān)系,空間任意力系向一點(diǎn)的簡(jiǎn)化,主矢和主矩,空間力系(包括空間平行力系)的平衡條件和平衡方程,重心,重心坐標(biāo)公式。重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):力在坐標(biāo)軸上的投影、合力投影定理、平面匯交力系的平衡條件及求解平衡問(wèn)題的解析法、力對(duì)點(diǎn)之矩的計(jì)算、力偶矩的概念、平面力偶性質(zhì)和力偶等效條件。平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)的簡(jiǎn)化及力系的簡(jiǎn)化結(jié)果。平面任意力系平衡的解析條件及平衡方程的各種形式。物體及物體系平衡問(wèn)題的解法。難點(diǎn):1、主矢與主矩的概念。2、利用特殊力系的特點(diǎn)畫(huà)出某些約束反力,選擇恰當(dāng)?shù)钠胶夥匠糖蠼馕粗俊?、物體系平衡問(wèn)題中正確選取研究對(duì)象及平衡方程。應(yīng)用平衡方程式求解平衡問(wèn)題的方法稱(chēng)為解析法。它是求解平衡問(wèn)題的主要方法。這種解題方法包含幾個(gè)步驟。例一圖示平面力系,已知:P=200N,Q=100N,M=300N·m,欲使力系的合力通過(guò)O點(diǎn),試求作用在D點(diǎn)的水平力為多大。例二圖示平面結(jié)構(gòu),自重不計(jì),C處為光滑鉸鏈。已知:P1=100KN,P2=50KN,θ=60,q=50KN/m,L=4m。試求固定端A的反力。例三圖示平面結(jié)構(gòu),自重不計(jì)。B處為鉸鏈聯(lián)接。已知:P=100kN,M=200kN·m,L1=2m,L2=3m。試求支座A的約束反力。討論、思考題、作業(yè):思考題:作業(yè):P663-13、3-23、3-26參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:2學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第六章點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)6-1矢量法6-2直角坐標(biāo)法法6-3自然法教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.能用矢量法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程,求點(diǎn)的速度和加速度。2.能熟練地應(yīng)用直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程,求點(diǎn)的軌跡、速度和加速度。3.能熟練地應(yīng)用自然法求點(diǎn)在平面上作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度,并正確理解切向加速度和法向加速度的物理意義。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.基本概念運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究對(duì)象。運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,參考坐標(biāo)系,確定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的基本方法:矢量法,直角坐標(biāo)法,自然法,運(yùn)動(dòng)方程和軌跡方程,速度和加速度的矢量形式以及在固定的直角坐標(biāo)軸上和自然軸系上的投影,自然軸系,切向加速度和法向加速度。點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量表示法,直角坐標(biāo)表示法,自然法表示法。(1)基本概念在已有物理知識(shí)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)切向和加速度,法向加速度與密切面的概念。(2)主要公式2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):*(1)點(diǎn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的直角坐標(biāo)法,點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程,點(diǎn)的速度和加速度在直角坐標(biāo)軸上的投影。(2)點(diǎn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的自然法(以在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)為主),點(diǎn)沿已知軌跡的運(yùn)動(dòng)方程,點(diǎn)的切向加速度和法向加速度。難點(diǎn):#(1)自然軸系的幾何概念,速度與加速度在自然軸上投影的推導(dǎo)。(2)用矢積表示剛體上任一點(diǎn)的速度與加速度。教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:主要任務(wù):運(yùn)動(dòng)學(xué)單純從幾何觀(guān)點(diǎn)描述物體在空間的位置隨時(shí)間變化的幾何性質(zhì)——運(yùn)動(dòng)方程、軌跡、速度、加速度等。運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性:參照物-----參考體------參考坐標(biāo)系------參考系對(duì)任何物體運(yùn)動(dòng)的描述都是相對(duì)的。類(lèi)型:點(diǎn)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),點(diǎn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)1.運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,參考坐標(biāo)系,運(yùn)動(dòng)方程和軌跡方程2.確定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的基本方法:(1)矢量法(常用于理論推導(dǎo))(2)直角坐標(biāo)法(多用于軌跡為未知之情形)運(yùn)動(dòng)方程:x=x(t)y=y(t)Z=z(t)(3)自然法(多用于軌跡為已知之情形)S:弧坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)方程:s=s(t)自然法:用弧坐標(biāo)描述點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方法稱(chēng)為弧坐標(biāo)法或自然坐標(biāo)法,簡(jiǎn)稱(chēng)自然法。自然軸系:對(duì)于空間任意曲線(xiàn),其上任一點(diǎn)都有自己的切線(xiàn)和法線(xiàn),以弧坐標(biāo)增加的方向規(guī)定為切線(xiàn)的正向,沿切線(xiàn)的單位矢量記為τ,規(guī)定過(guò)切點(diǎn)指向曲率中心的方向?yàn)橹鞣ň€(xiàn)方向,沿主法線(xiàn)的單位矢量記為n,再取b=τ×n為第三個(gè)矢量,稱(chēng)為付法線(xiàn),此三軸即為自然軸系.自然軸系為流動(dòng)坐標(biāo)系,其原點(diǎn)隨點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng),τ、n、b是變矢量,其方向隨點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)而改變。速度和加速度的矢量形式以及在固定的直角坐標(biāo)軸上和自然軸系上的投影,自然軸系,切向加速度和法向加速度。教材P135例6-2、6-4補(bǔ)充:例一是非題1.已知直角坐標(biāo)描述的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為X=f1(t),y=f2(t),z=f3(t),則任一瞬時(shí)點(diǎn)的速度、加速度即可確定。()2.一動(dòng)點(diǎn)如果在某瞬時(shí)的法向加速度等于零,而其切向加速度不等于零,尚不能決定該點(diǎn)是作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。()3.切向加速度只表示速度方向的變化率,而與速度的大小無(wú)關(guān)。()4.由于加速度永遠(yuǎn)位于軌跡上動(dòng)點(diǎn)處的密切面內(nèi),故在副法線(xiàn)上的投影恒等于零。()5.在自然坐標(biāo)系中,如果速度υ=常數(shù),則加速度α=0。()[答]1、對(duì)2、對(duì)3、錯(cuò)4、對(duì)5、錯(cuò)例二(1)桿O1B以勻角速ω繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)套筒A帶動(dòng)桿O2A繞O2軸轉(zhuǎn)動(dòng),若O1O2=O2A=L,α=ωt,則用自然坐標(biāo)表示(以O(shè)1為原點(diǎn),順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎颍┑奶淄睞的運(yùn)動(dòng)方程為s=L(π+2ω例三在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,曲柄與水平線(xiàn)夾角的變化規(guī)律為,設(shè),,求B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程和時(shí)B點(diǎn)的速度和加速度(演示圖中機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可將點(diǎn)的軌跡畫(huà)出來(lái))討論、思考題、作業(yè):思考題:P1496-1、6-2作業(yè):P1506-2、6-3、6-5、6-10、6-11參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第七章剛體的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)7-1剛體平行移動(dòng)7-2剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)7-3轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度7-4輪系傳動(dòng)比教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.了解角速度、角加速度的概念及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度的矢量表示法。2.掌握剛體平行移動(dòng)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征,能熟練地求解與定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角速度、角加速度以及剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度有關(guān)的問(wèn)題。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):重要內(nèi)容:剛體的平行移動(dòng)及其特征;剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)方程;角速度和角加速度,轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度,角速度和角加速度矢;剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度的矢積表達(dá)式,定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算。基本概念和理論:剛體的平行移動(dòng)*剛體平行移動(dòng)時(shí)其上各點(diǎn)速度、加速度的分布規(guī)律2.剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度*3.輪系的轉(zhuǎn)動(dòng)比主要公式:平動(dòng)剛體上,任意兩點(diǎn)之間均有,剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)方程,角速度與角加速度定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度為,,,,教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):一、剛體的平行移動(dòng)剛體的平動(dòng):如果剛體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,其上任一條直線(xiàn)始終與它的最初位置平行,這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為剛體的平行移動(dòng),簡(jiǎn)稱(chēng)平動(dòng)或移動(dòng).剛體平行移動(dòng)時(shí)其上各點(diǎn)速度、加速度的分布規(guī)律,當(dāng)剛體平行移動(dòng)時(shí),其上各點(diǎn)的軌跡形狀相同;在同一瞬時(shí),各點(diǎn)的速度、加速度也分別相同.即研究剛體的平動(dòng)可以歸結(jié)為研究剛體內(nèi)一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng).二、剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)1.定軸轉(zhuǎn)動(dòng):如剛體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,其中只有一條直線(xiàn)保持不動(dòng),則這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為剛體繞定軸的轉(zhuǎn)動(dòng),簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)動(dòng).這條不動(dòng)的直線(xiàn),稱(chēng)為剛體的轉(zhuǎn)軸,簡(jiǎn)稱(chēng)軸.轉(zhuǎn)動(dòng)方程:φ=φ(t)角速度:角加速度:2.定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體內(nèi)各點(diǎn)的速度和加速度,,,,三、輪系的轉(zhuǎn)動(dòng)比教學(xué)要點(diǎn):(1)對(duì)剛體平動(dòng)強(qiáng)調(diào)“三相同”,即軌跡、速度和加速度相同。(2)對(duì)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征及其上點(diǎn)的速度,加速度分布規(guī)律要講透,讓學(xué)生熟練掌握已知?jiǎng)傮w轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律會(huì)求其上一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,反之,已知轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要會(huì)求其上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及整體的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律。(3)對(duì)輪系傳動(dòng)比作一般介紹。(4)對(duì),方向的確定要介紹練習(xí),對(duì)速度和加速度用矢積表示只作一般介紹以供推導(dǎo)公式用。例1蕩木用兩條等長(zhǎng)的鋼索平行吊起,如圖所示,鋼索長(zhǎng)為,長(zhǎng)度單位為,當(dāng)蕩木擺動(dòng)時(shí),鋼索的擺動(dòng)規(guī)律為,其中以計(jì),試求當(dāng)和時(shí)蕩木中點(diǎn)的速度,加速度例2已知:O1A=O2B=R,O1O2=AB,桿O1A以不變轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動(dòng),試分析構(gòu)件ABM上M點(diǎn)的軌跡及其速度和加速度。討論、思考題、作業(yè):思考題:1652,3,5作業(yè):P1667-1、7-2、7-3、7-4、7-9、7-11參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:3學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第八章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)8-1相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng)、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)8-2點(diǎn)的速度合成定理教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.深刻理解三種運(yùn)動(dòng)、三種速度和三種加速度的定義、運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的概念;2.對(duì)具體問(wèn)題能夠恰當(dāng)?shù)剡x擇動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系和定系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡、速度分析;3.會(huì)正確理解和運(yùn)用點(diǎn)的遠(yuǎn)東速度合成定理教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.基本概念點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的概念;絕對(duì)運(yùn)動(dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、牽連運(yùn)動(dòng),以及由此引出的絕對(duì)速度、相對(duì)速度;點(diǎn)的速度合成定理。2.基本公式速度合成定理:3.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)*(1)動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的選擇(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解(3)速度合成定理難點(diǎn)(1)動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的正確選擇,牽連點(diǎn)、牽連速度的概念(2)速度合成定理的運(yùn)用與相關(guān)計(jì)算*#教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:運(yùn)動(dòng)的合成與分解.動(dòng)參考系和靜參考系相對(duì)運(yùn)動(dòng),絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)速度、絕對(duì)速度、牽連速度點(diǎn)的速度合成定理一、三種運(yùn)動(dòng)的概念運(yùn)動(dòng)合成的分析方法,在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中有著廣泛的應(yīng)用,這種方法還可以推廣到分析剛體的運(yùn)動(dòng)。因此本章是運(yùn)動(dòng)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。一點(diǎn)、兩系動(dòng)點(diǎn)——相對(duì)于參考系運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)系——固定在相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的參考體上的坐標(biāo)系定系——固定在地球上的坐標(biāo)系三種運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)狱c(diǎn)相對(duì)于定系的運(yùn)動(dòng)(絕對(duì)速度)Va相對(duì)運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)狱c(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)(相對(duì)速度)Vr牽連運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)酉迪鄬?duì)于定系的運(yùn)動(dòng)(牽連速度)Ve動(dòng)點(diǎn)與動(dòng)系選擇的準(zhǔn)則:分別選在兩個(gè)不同的剛體上。相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡簡(jiǎn)單或直觀(guān),以使相對(duì)運(yùn)動(dòng)量容易確定,問(wèn)題能夠求解。例1凸輪在水平面上向右作減速運(yùn)動(dòng)。凸輪半徑為R,圖示瞬時(shí)的速度為v,求桿AB在該瞬時(shí)的速度。[解]動(dòng)點(diǎn):AB上的A點(diǎn)動(dòng)系:固連在凸輪上絕對(duì)運(yùn)動(dòng):直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng):圓周運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng):平動(dòng)二、速度合成定理點(diǎn)的速度合成定理:例2曲柄搖桿機(jī)構(gòu),設(shè),以勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)圖中。求時(shí),搖桿的角速度。解:1選動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系:動(dòng)點(diǎn),動(dòng)系。2三種運(yùn)動(dòng)分析:絕對(duì)運(yùn)動(dòng):圓周運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng):直線(xiàn)牽連運(yùn)動(dòng):圓周運(yùn)動(dòng)3速度分析:4求解:思考:如選桿為動(dòng)系,上的點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn),怎樣分析?小結(jié):(1)講清動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系的選取原則,通過(guò)舉例歸納常見(jiàn)機(jī)構(gòu)動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系的選取方法。(2)強(qiáng)化牽連點(diǎn)的概念,熟練掌握牽連速度、牽連加速度的計(jì)算。(3)舉例闡明速度合成定理的應(yīng)用和解題步驟(多用幾何法)。例題選擇原則:速度分析可按六種類(lèi)型舉例,即有一個(gè)指定動(dòng)點(diǎn)、有一個(gè)運(yùn)動(dòng)連接點(diǎn),有一個(gè)固定不變的接觸點(diǎn),沒(méi)有一個(gè)固定不變的接觸點(diǎn),兩個(gè)互不關(guān)聯(lián)的物體,雙動(dòng)系;在進(jìn)行加速度分析時(shí),重點(diǎn)是前4類(lèi),特別是要注意科氏加速度的分析。教材P175例8-4、8-5例3在圖示機(jī)構(gòu)中,半徑r=10cm的圓盤(pán)繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)固定于輪緣上的銷(xiāo)釘A帶動(dòng)槽桿OB繞O軸擺動(dòng)。在O1A⊥OO1時(shí),φ=30,圓盤(pán)的角速度,角加速度。試求圖示位置OB桿的角速度。討論、思考題、作業(yè):思考題:P1862,3,6作業(yè):P1898-5、8-10、8-17、8-18、8-20、8-21參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:3學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第八章點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)8-3點(diǎn)的加速度合成定理教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.深刻理解三種運(yùn)動(dòng)、三種加速度的概念。2.能夠恰當(dāng)?shù)剡x擇動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系和定系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)加速度分析,能正確計(jì)算科氏加速度的大小并確定它的方向。3.掌握牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理和牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.基本概念點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)的概念;絕對(duì)加速度、相對(duì)加速度、牽連加速度、科氏加速度的概念;點(diǎn)的加速度合成定理。2.基本公式加速度合成定理:(牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng))(牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng))其中3.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)*(1)動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的選擇(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解(3)加速度合成定理的分析和計(jì)算難點(diǎn)(1)動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的選擇(2)加速度合成定理的運(yùn)用與計(jì)算*#(3)牽連加速度及科氏加速度的概念和計(jì)算(4)加速度的合成運(yùn)算方法-----投影法教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:一、復(fù)習(xí):運(yùn)動(dòng)的合成與分解.動(dòng)參考系和靜參考系(1)三種運(yùn)動(dòng)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)狱c(diǎn)相對(duì)于定系的運(yùn)動(dòng)(絕對(duì)速度)Va相對(duì)運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)狱c(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)(相對(duì)速度)Vr牽連運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)酉迪鄬?duì)于定系的運(yùn)動(dòng)(牽連速度)Ve(2)點(diǎn)的速度合成定理:二、點(diǎn)的加速度合成定理:(1)牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)的加速度合成定理例1凸輪在水平面上向右作減速運(yùn)動(dòng)。凸輪半徑為R,圖示瞬時(shí)的速度為v,求桿AB在該瞬時(shí)的速度。[解]動(dòng)點(diǎn):AB上的A點(diǎn)動(dòng)系:固連在凸輪上絕對(duì)運(yùn)動(dòng):直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng):圓周運(yùn)動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng):平動(dòng)(2)牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的加速度合成定理,哥氏加速度其中為科氏加速度。小結(jié):(1)講清動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系的選取原則,通過(guò)舉例歸納常見(jiàn)機(jī)構(gòu)動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系的選取方法。(2)強(qiáng)化牽連點(diǎn)的概念,熟練掌握牽連速度、牽連加速度的計(jì)算。(3)舉例闡明速度合成定理的應(yīng)用和解題步驟(多用幾何法)。(4)講清如何用解析法求解加速度合成問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)科氏加速度產(chǎn)生的原因與計(jì)算(多用投影法)。在進(jìn)行加速度分析時(shí),可分別選用動(dòng)系平動(dòng)和動(dòng)系轉(zhuǎn)動(dòng)的情況,特別是要注意科氏加速度的分析。例題教材P1838-11例1曲線(xiàn)OA繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng),丁字形桿BC沿水平方向往復(fù)平動(dòng),如圖9.8所示。鉸接在曲柄端A的滑塊,可在丁字形的鉛直槽DE內(nèi)滑動(dòng)。設(shè)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律為,OA=r,試求t=1s時(shí),桿BC的加速度。例2在圖示機(jī)構(gòu)中,半徑r=10cm的圓盤(pán)繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)固定于輪緣上的銷(xiāo)釘A帶動(dòng)槽桿OB繞O軸擺動(dòng)。在O1A⊥OO1時(shí),φ=30,圓盤(pán)的角速度,角加速度。試求圖示位置OB角加速度。討論、思考題、作業(yè):思考題:P1862,3,6作業(yè):P1898-5、8-10、8-17、8-18、8-20、8-21參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:3學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第九章剛體的平面運(yùn)動(dòng)9-1剛體平面運(yùn)動(dòng)概述和運(yùn)動(dòng)分解9-2求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的基點(diǎn)法教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.明確剛體平面運(yùn)動(dòng)的特征,掌握研究平面運(yùn)動(dòng)的方法(運(yùn)動(dòng)的合成與分解),能夠正確地判斷機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的剛體。2.能熟練地應(yīng)用各種方法——基點(diǎn)法速度投影定理求平面圖形上任一點(diǎn)的速度。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):剛體平面運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成平面圖形在其自身平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng),平面運(yùn)動(dòng)方程,平面運(yùn)動(dòng)分解成平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),用基點(diǎn)法求圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度、速度投影定理,主要內(nèi)容:1.剛體平面運(yùn)動(dòng)的概述和運(yùn)動(dòng)的分解:2.求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的方法:基點(diǎn)法(2)速度投影定理重點(diǎn)和難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)以運(yùn)動(dòng)的分解與合成為出發(fā)點(diǎn),研究求平面圖形上各點(diǎn)的速度的基點(diǎn)法和速度投影定理。(2)掌握合矢量投影定理。2.難點(diǎn):正確理解平面運(yùn)動(dòng)分解為隨基點(diǎn)的平動(dòng)和繞基點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),選基點(diǎn)的意義和相對(duì)基點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征。教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:一、剛體平面運(yùn)動(dòng)的概述和運(yùn)動(dòng)的分解引例1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的連桿AB的運(yùn)動(dòng)引例2.板擦在黑板上的任意運(yùn)動(dòng)上述運(yùn)動(dòng)有何共性?平面運(yùn)動(dòng)定義:剛體運(yùn)動(dòng)時(shí)其上任一點(diǎn)到某一固定平面的距離始終保持不變,也就是說(shuō)剛體內(nèi)的各點(diǎn)都在平行于固定平面的某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)(1)運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為平面圖形在其自身面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)(2)平面圖形的運(yùn)動(dòng)可分解為隨同基點(diǎn)的平動(dòng)和繞基點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)(3)基點(diǎn)的選取是任意的。其中平動(dòng)的速度和加速度與基點(diǎn)的選取有關(guān),而平面圖形繞基點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和角加速度與基點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。二、剛體平面運(yùn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的速度合成法——基點(diǎn)法平面運(yùn)動(dòng)隨基點(diǎn)平動(dòng)+相對(duì)基點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)已知A點(diǎn)速度和角度求圖形上任一點(diǎn)B的速度。B點(diǎn)的速度為:(1)式中,,其中,上式只能求2個(gè)求知量,通常的已知量為和的方向。平面圖形內(nèi)任一點(diǎn)速度等于基點(diǎn)的速度和該點(diǎn)繞基點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度的矢量和。三、速度投影定理將式(1)向AB方向投影,有即:在任一瞬時(shí),平面圖形上任意兩點(diǎn)的速度在此兩點(diǎn)連線(xiàn)上的投影相等——速度投影定理它反映了剛體不變形的屬性例1如圖所示,在曲柄連桿機(jī)構(gòu)中,已知曲柄OA長(zhǎng)為R,繞O軸以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),求,時(shí),滑塊B的速度及連桿AB的角速度。解:1.分析運(yùn)動(dòng):OA桿定軸轉(zhuǎn)動(dòng),AB桿作平面運(yùn)動(dòng)2.分析速度OA桿:,AB桿:只有2個(gè)未知量,可求解,由速度合成圖,有求得,而另解:用速度投影法:AB:設(shè)方向如上圖所示:(負(fù)號(hào)說(shuō)明與假設(shè)相反)(軸指向?yàn)檎?負(fù)號(hào)說(shuō)明是順時(shí)針轉(zhuǎn)向的)思考問(wèn)題,若求(C點(diǎn)是AB桿的中點(diǎn))討論、思考題、作業(yè):思考題:P220,1,2作業(yè):P2239-4、9-5、9-6、9-10、9-16、9-17、9-24、9-28、9-31參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:3學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第九章剛體的平面運(yùn)動(dòng)9-3求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的瞬心法9-4用基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度9-5運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.熟練運(yùn)用瞬心法求平面圖形上任一點(diǎn)的速度。2.能熟練地用基點(diǎn)法分析平面圖形內(nèi)一點(diǎn)的加速度。3.會(huì)求解運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問(wèn)題中的速度,了解求加速度。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):剛體平面運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化成平面圖形在其自身平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng),速度瞬心,用瞬心法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度,用基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度。主要內(nèi)容:求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的瞬心法2.用基點(diǎn)法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的加速度3.運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問(wèn)題重點(diǎn)和難點(diǎn)1.重點(diǎn)(1)速度瞬心的概念、以運(yùn)動(dòng)的分解與合成為出發(fā)點(diǎn),明確瞬心法也是從基點(diǎn)法推導(dǎo)而來(lái)。(2)用基點(diǎn)法分析一點(diǎn)加速度的方法。2.難點(diǎn):(1)速度瞬心的概念及求法(2)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的規(guī)律與基點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)的概念;轉(zhuǎn)動(dòng)部分角速度和角加速度的求法(3)用基點(diǎn)法分析一點(diǎn)加速度的方法教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):四、速度瞬心法因?yàn)椋?,若,則此時(shí)圖形上各點(diǎn)速度分布如圖所示速度瞬心:某瞬時(shí)平面圖形上速度為零的那一點(diǎn)稱(chēng)為該瞬時(shí)平面圖形的瞬時(shí)速度中心,簡(jiǎn)稱(chēng)為速度瞬心,通常用“P”表示。定理:一般情況下,每瞬時(shí)平面圖形上速度瞬心是唯一存在的。證明:設(shè)已知平面圖形上任一點(diǎn)M的速度和平面圖形的角速度,過(guò)M點(diǎn)作如圖所示,MN上一點(diǎn)P的速度為:與方向相反.∴當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),只有一個(gè)確定的值,且只能在MN直線(xiàn)上有滿(mǎn)足此條件的點(diǎn),所以定理得證。找瞬心的幾種方法:1)已知兩點(diǎn)速度方向a)∥b)∥且瞬時(shí)平動(dòng)c)∥且時(shí),需知、的大?。▓D)2)已知平面圖形沿某一線(xiàn)或面純滾,接觸點(diǎn)瞬心(圖)瞬時(shí)平動(dòng):兩點(diǎn)速度平行與兩點(diǎn)連線(xiàn)不垂直該瞬時(shí)圖形的角速度等于零,各點(diǎn)速度都相等。注意:瞬時(shí)平動(dòng)時(shí)加速度并不相等平面圖形上各點(diǎn)的加速度用基點(diǎn)法設(shè)已知A點(diǎn)加速度和圖形的角速度,角加速度,求任一點(diǎn)B的加速度平面運(yùn)動(dòng)隨A點(diǎn)平動(dòng)+相對(duì)A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)B點(diǎn)加速度:其中,方向垂直于A(yíng)B,,方向由B指向A。上式也只能求解2個(gè)未知量。教材P202例9-3、9-4、9-10、9-13、9-14例1指出圖示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件作何種運(yùn)動(dòng),輪A(只滾不滑)作;桿BC作;桿CD作;桿DE作。并在圖上畫(huà)出作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件、在圖示瞬時(shí)的速度瞬心。[答]輪A作平面運(yùn)動(dòng);桿BC作平面運(yùn)動(dòng);桿CD作瞬時(shí)平動(dòng);桿DE作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)例2在圖所示機(jī)構(gòu)中,曲柄OA以繞O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)連桿AN帶動(dòng)輪B沿水平直線(xiàn)純滾動(dòng),設(shè),,輪半徑為R,求圖示OA桿鉛直時(shí),輪上最高點(diǎn)D的速度、加速度。解:1.分析運(yùn)動(dòng):OA桿定軸轉(zhuǎn)動(dòng),AB桿、B輪昀作平面運(yùn)動(dòng)2.分析速度OA:AB:∵∥,且ABAB瞬時(shí)平動(dòng)∴=輪B:3.加速度分析OA:AB:其中由圖可求得()B輪:討論、思考題、作業(yè):思考題:P2201,2,3,6作業(yè):P2239-4、9-5、9-6、9-10、9-16、9-17、9-24、9-28、9-31參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:2學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)題課運(yùn)動(dòng)學(xué)總結(jié)教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):1.用直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程,求點(diǎn)的軌跡、速度和加速度。2.應(yīng)用自然法求點(diǎn)在平面上作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度,并正確理解切向加速度和法向加速度的物理意義。3.對(duì)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方程、角速度和角加速度及它們之間的關(guān)系要清晰的理解,能熟練地計(jì)算定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度。4.正確選擇動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)系和定系進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和加速度分析,能正確計(jì)算科氏加速度的大小并確定它的方向。掌握牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。并能熟練地應(yīng)用上述三個(gè)定理。5.能熟練地應(yīng)用各種方法——基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影定理求平面圖形上任一點(diǎn)的速度。6.能熟練地用基點(diǎn)法分析平面圖形內(nèi)一點(diǎn)的加速度。7.會(huì)求解運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問(wèn)題中的速度,了解求加速度。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):運(yùn)動(dòng)學(xué)基本概念和基本原理等主要內(nèi)容通過(guò)示例講解點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)和剛體平面運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題常用的方法介紹運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合性問(wèn)題的解法1.能熟練地應(yīng)用直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程,求點(diǎn)的軌跡、速度和加速度。2.能熟練地應(yīng)用自然法求點(diǎn)在平面上作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度,并正確理解切向加速度和法向加速度的物理意義。*#3.明確剛體平行移動(dòng)(平動(dòng))和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征,能正確地判斷作平動(dòng)的剛體和定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體。4.理解剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度和角加速度5.計(jì)算定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度。*6.深刻理解三種運(yùn)動(dòng)、三種速度和三種加速度的定義、運(yùn)動(dòng)的合成與分解7.正確計(jì)算科氏加速度的大小并確定它的方向。#8.掌握速度合成定理、牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理,理解并掌握牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理。*#握研究平面運(yùn)動(dòng)的方法(運(yùn)動(dòng)的合成與分解),能夠正確地判斷機(jī)構(gòu)中作平面運(yùn)動(dòng)的剛體。10.熟練地用各種方法——基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影定理求平面圖形上任一點(diǎn)的速度。*11.能熟練地用基點(diǎn)法分析平面圖形內(nèi)一點(diǎn)的加速度。*#12.會(huì)求解運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問(wèn)題中的速度問(wèn)題,熟悉求加速度。#教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)直角坐標(biāo)法建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程,求點(diǎn)的軌跡、速度和加速度自然法求點(diǎn)在平面上作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程、速度和加速度剛體平行移動(dòng)(平動(dòng))和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的特征,轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和角加速度定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體上任一點(diǎn)的速度和加速度二、點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)三種運(yùn)動(dòng)、三種速度和三種加速度的定義、運(yùn)動(dòng)的合成與分解速度合成定理、牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理,牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)的加速度合成定理科氏加速度的大小及確定它的方向三、剛體的平面運(yùn)動(dòng)剛體平面運(yùn)動(dòng)的特征,研究平面運(yùn)動(dòng)的方法(運(yùn)動(dòng)的合成與分解)基點(diǎn)法、瞬心法和速度投影定理用基點(diǎn)法分析平面圖形內(nèi)一點(diǎn)的加速度。1.重點(diǎn)(1)動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的選擇;(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解;(3)速度合成定理和加速度合成定理的應(yīng)用和計(jì)算;(4)求平面圖形上各點(diǎn)的速度和加速度的基點(diǎn)法,明確速度投影定理和瞬心法是從基點(diǎn)法推導(dǎo)而來(lái)2.難點(diǎn)(1)動(dòng)點(diǎn)和動(dòng)系的選擇;(2)加速度合成定理的運(yùn)用與計(jì)算;(3)牽連速度、牽連加速度及科氏加速度的概念;(4)速度瞬心的概念及求法;(5)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的規(guī)律與基點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)的概念;轉(zhuǎn)動(dòng)部分角速度和角加速度的求法;(6)用基點(diǎn)法分析一點(diǎn)加速度的方法;(7)運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合問(wèn)題。例題的選擇原則:速度分析以桿系、輪系、桿輪結(jié)構(gòu)為主,各舉若干個(gè)基點(diǎn)法與瞬心法求解速度的例子,加速度分析以基點(diǎn)法為重點(diǎn),舉幾個(gè)例子,特別注意舉1個(gè)瞬時(shí)平動(dòng)時(shí)的情況,綜合題以速度分析為主,舉1個(gè)例題。例一.桿CD可沿水平槽移動(dòng),并推動(dòng)桿AB繞軸A轉(zhuǎn)動(dòng),L為常數(shù)。試用點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng)方法求圖示位置θ=30°時(shí),CD桿的絕對(duì)速度u。例二在圖示平面機(jī)構(gòu)中,已知:AD=BE=L,且AD平行BE,OF與CE桿垂直。當(dāng)=60°時(shí),BE桿的角速度為ω、角加速度為。試求止瞬時(shí)OF桿的速度與加速度。[例三平面機(jī)構(gòu)如圖所示。套筒在輪緣上B點(diǎn)鉸接,并可繞B轉(zhuǎn)動(dòng),DE桿穿過(guò)套筒。已知:r=h=20cm,OA=40cm。在圖示位置時(shí),直徑AB水平,桿DE鉛垂,OA桿的角速度=2rad/s。試求該瞬時(shí)桿DE的角速度。討論、思考題、作業(yè):思考題:作業(yè):P2259-9、9-11、9-18、9-25、32參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:2學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第十章質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程10-1動(dòng)力學(xué)基本定律10-2質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)象,基礎(chǔ)坐標(biāo)系,古典力學(xué)的適用范圍,國(guó)際單位制和工程單位制,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程:矢量形式,直角坐標(biāo)形式,自然軸投影形式,質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題,運(yùn)動(dòng)初始條件。1.對(duì)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基本概念(如慣性、質(zhì)量等)和動(dòng)力學(xué)基本定律要在物理課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步理解其實(shí)質(zhì)。2.深刻理解力和加速度的關(guān)系,能正確地建立質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程,掌握質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)第一類(lèi)基本問(wèn)題的解法。3.掌握質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)第二類(lèi)基本問(wèn)題的解法,特別是當(dāng)作用力分別為常力、時(shí)間函數(shù)、位置函數(shù)和速度函數(shù)時(shí),質(zhì)點(diǎn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)微分方程的積分求解方法。對(duì)運(yùn)動(dòng)的初始條件的力學(xué)意義及其在確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中的作用有清晰的認(rèn)識(shí),并會(huì)根據(jù)題目的已知條件正確提出運(yùn)動(dòng)的初始條件。教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.動(dòng)力學(xué)的基本定律,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程;質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題。2.主要內(nèi)容(1)牛頓第二定律:(式中,質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m,所受合力為,其加速度為。)(2)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程1)矢徑形式2)直角坐標(biāo)形式3)自然坐標(biāo)形式強(qiáng)調(diào):動(dòng)力學(xué)基本定律僅在慣性參考系中成立,因此,公式中的速度、加速度指的是絕對(duì)速度和絕對(duì)加速度。3.重點(diǎn)和難點(diǎn)1.重點(diǎn):(1)建立質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程。(2)求解質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題。2.難點(diǎn):在質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)第二類(lèi)問(wèn)題中,根據(jù)題目所要求的問(wèn)題對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行變量交換后再積分的方法。教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):基本概念及理論:一、動(dòng)力學(xué)概述(1)動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容動(dòng)力學(xué)研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系。在靜力學(xué)中,分析了作用于物體的力,并研究了物體在力系作用下的平衡問(wèn)題。在運(yùn)動(dòng)學(xué)中,僅從幾何方面分析了物體的運(yùn)動(dòng),而不涉及作用力。動(dòng)力學(xué)則對(duì)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全面的分析,研究作用于物體的力與物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系,建立物體運(yùn)動(dòng)的普遍規(guī)律。(2)物體的抽象模型動(dòng)力學(xué)中物體的抽象模型有質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系。質(zhì)點(diǎn)是具有一定質(zhì)量而幾何形狀和尺寸大小可以忽略不計(jì)的物體。如果物體的形狀和大小在所研究的問(wèn)題中不可忽略,則物體應(yīng)該抽象為質(zhì)點(diǎn)系。所謂質(zhì)點(diǎn)系是由幾個(gè)或無(wú)限個(gè)相互聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)所組成的系統(tǒng)。剛體是質(zhì)點(diǎn)系的一種特殊情形,其中任意兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離保持不變,也稱(chēng)為不變的質(zhì)點(diǎn)系。(3)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為構(gòu)成復(fù)雜物體系統(tǒng)的基礎(chǔ)是質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)是物體最簡(jiǎn)單、最基本的模型。質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本方程描述了質(zhì)點(diǎn)受力與其運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系。(4)剛體動(dòng)力學(xué)認(rèn)為構(gòu)成復(fù)雜物體系統(tǒng)的質(zhì)點(diǎn)系是剛體。剛體動(dòng)力學(xué)基本方程描述了剛體受力與其運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系。剛體動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)也是慣性定律、力與加速度之間的關(guān)系的定律和作用與反作用定律等力學(xué)定律。二、牛頓三定律質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓(IsaacNewton)總結(jié)的牛頓三定律,即:(1)慣性定律(2)第二定律--力與加速度之間的關(guān)系的定律(3)作用與反作用定律三、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題(2)動(dòng)力學(xué)第一類(lèi)基本問(wèn)題第一類(lèi)基本問(wèn)題是已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),求作用于質(zhì)點(diǎn)的力。求解這類(lèi)基本問(wèn)題,需要先得到質(zhì)點(diǎn)的加速度。(2)動(dòng)力學(xué)第二類(lèi)基本問(wèn)題第二類(lèi)基本問(wèn)題是已知作用于質(zhì)點(diǎn)的力,求質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。求解這類(lèi)問(wèn)題,一般是積分過(guò)程。四、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)微分方程矢量形式的運(yùn)動(dòng)微分方程(1)運(yùn)動(dòng)微分方程質(zhì)點(diǎn)受幾個(gè)力F1,F(xiàn)2,…,F(xiàn)n作用時(shí),矢量形式的運(yùn)動(dòng)微分方程為:運(yùn)動(dòng)微分方程的另一矢量形式------------(1)微分方程在直角坐標(biāo)軸上的投影(1)力在直角坐標(biāo)軸上的投影在計(jì)算實(shí)際問(wèn)題時(shí),需要應(yīng)用公式的投影形式。設(shè)矢徑r在直角坐標(biāo)軸上的投影分別為x,y,z,力F在直角坐標(biāo)軸上的投影分別為Fxi,F(xiàn)yi,F(xiàn)zi。(2)直角坐標(biāo)投影表達(dá)式式(1)在直角坐標(biāo)軸上的投影為:微分方程在自然軸上的投影(1)點(diǎn)的全加速度點(diǎn)的全加速度a在切線(xiàn)與主法線(xiàn)構(gòu)成的密切面內(nèi),點(diǎn)的加速度在副法線(xiàn)上的投影等于零,即式中和n分別是沿軌跡切線(xiàn)和主法線(xiàn)的單位矢量。(2)自然軸系上的投影式式(10-3)在自然軸系上的投影式為式中Fti,F(xiàn)ni,F(xiàn)bi分別是作用于質(zhì)點(diǎn)上各力在切線(xiàn)、主法線(xiàn)和副法線(xiàn)上的投影,是軌跡的曲率半徑。例題:P23910-3、10-4討論、思考題、作業(yè):思考題:P2401、2作業(yè):P24110-1、10-3、10-10、10-12參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第十一章動(dòng)量定理11-1動(dòng)量與沖量11-2動(dòng)量定理11-3質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):動(dòng)力學(xué)普遍定理概述,質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量,力的沖量,質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理,質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)量的幾何性質(zhì),質(zhì)心,質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理。動(dòng)量守恒條件,質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒條件。了解:學(xué)生認(rèn)識(shí)到質(zhì)點(diǎn)系(剛體、剛體系)是動(dòng)力學(xué)的主要力學(xué)模型,解決質(zhì)點(diǎn)系(剛體、剛體系)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的主要方法有三類(lèi):(1)達(dá)朗伯原理;(2)動(dòng)力學(xué)基本定理;(3)動(dòng)力學(xué)普遍方程和拉格朗日方程。熟悉:質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心、質(zhì)點(diǎn)系(剛體、剛體系)的動(dòng)量、力的沖量掌握:熟練掌握質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量計(jì)算、動(dòng)量定理及質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.動(dòng)力學(xué)普遍定理概述,質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量(1)質(zhì)點(diǎn)系(剛體、剛體系)動(dòng)量的計(jì)算*力的沖量4.動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒*5.質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理*#、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)守恒1.重點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系(剛體、剛體系)質(zhì)心、動(dòng)量的計(jì)算、質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理2.難點(diǎn)剛體動(dòng)量的計(jì)算、質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理的綜合應(yīng)用教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):本概念及理論:一、質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量1.質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量系為2.質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量(動(dòng)量系的主矢量)為將質(zhì)心公式對(duì)時(shí)間求一階導(dǎo)數(shù),有即于是二、動(dòng)量定理1.質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理設(shè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為,速度為,作用力為,由牛頓第二定律,有變換為——質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理的微分形式(為元沖量)將上式對(duì)時(shí)間積分有沖量——質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理的積分形式2.質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理設(shè)質(zhì)點(diǎn)系由個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成,其中第個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為,速度為,所受外力為,內(nèi)力為(1)由牛頓第二定律將上式由到求和,有 ,(Ⅰ)由,質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理:(Ⅱ)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理反映了質(zhì)心的重要力學(xué)特征:質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)只取決于質(zhì)點(diǎn)系的外力,內(nèi)力改變不了質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)定理在理論上和實(shí)際中都具有重要的意義。注意:在求解剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí),為了應(yīng)用方便,常將上式改寫(xiě)為(Ⅲ)式中、分別是剛體系統(tǒng)中第個(gè)剛體的質(zhì)量和質(zhì)心加速度。是由質(zhì)心公式對(duì)時(shí)間求二階導(dǎo)數(shù)后得到的,即三、動(dòng)量守恒(質(zhì)心守恒)若則常矢量或常矢量若則常量或常量若則常量(質(zhì)心守恒)例題P25011-4例1一半徑為20cm,質(zhì)量為10kg的勻質(zhì)圓盤(pán),在水平面內(nèi)以角速度繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)。一質(zhì)量為5kg的小球M,在通過(guò)O軸的直徑槽內(nèi)以(以cm計(jì),t以s計(jì))的規(guī)律運(yùn)動(dòng),則當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量的大小為_(kāi)________________________。[答]。例2已知:如下圖所示的電動(dòng)機(jī)用螺栓固定在剛性基礎(chǔ)上,設(shè)其外殼和定子的總質(zhì)量為,質(zhì)心位于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的中心;轉(zhuǎn)子質(zhì)量為,由于制造或安裝是的偏差,轉(zhuǎn)子質(zhì)心不在轉(zhuǎn)軸中心上,偏心距。轉(zhuǎn)子以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng),試求電動(dòng)機(jī)機(jī)座的約束力。解:研究對(duì)象:電動(dòng)機(jī)整體分析受力(如右圖示)分析運(yùn)動(dòng):定子不動(dòng);轉(zhuǎn)子作勻速圓周運(yùn)動(dòng),其法線(xiàn)加速度列動(dòng)力學(xué)方程求解:由此解出: 本例也可以選用質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理求解。在上圖中,因?yàn)槎ㄗ硬粍?dòng),故是慣性參考系中,寫(xiě)出系統(tǒng)的質(zhì)心坐標(biāo)公式:將上兩式對(duì)時(shí)間求二階導(dǎo)數(shù),可得:由質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理:可得討論、思考題、作業(yè):思考題:P2541、3、4作業(yè):P25511-1、11-3、11-4、11-7、11-8、11-10、11-12參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月日福建農(nóng)林大學(xué)教案編號(hào):課時(shí)安排:4學(xué)時(shí)教學(xué)課型:理論課√實(shí)驗(yàn)課□習(xí)題課□實(shí)踐課□其它□題目(教學(xué)章、節(jié)或主題):第十二章動(dòng)量矩定理12-1質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩12-2動(dòng)量矩定理12-3剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程教學(xué)目的要求(分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次):了解:動(dòng)量矩定理的工程實(shí)例、相對(duì)于質(zhì)心的動(dòng)量矩定理的引出及力學(xué)意義熟悉:轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的常用求法掌握:質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系對(duì)固定點(diǎn)的動(dòng)量矩計(jì)算和動(dòng)量矩定理;剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程教學(xué)內(nèi)容(注明:*重點(diǎn)#難點(diǎn)?疑點(diǎn)):1.質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定義與計(jì)算2.動(dòng)量矩定理(動(dòng)量矩守恒)*#是質(zhì)點(diǎn)系對(duì)定點(diǎn)O的動(dòng)量矩是外力系對(duì)O點(diǎn)的主矩3.剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程*,是剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重點(diǎn)、難點(diǎn)(1)重點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩定理和剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程(2)難點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)系(剛體、剛體系)對(duì)某定點(diǎn)(軸)動(dòng)量矩的概念及計(jì)算方法;相對(duì)質(zhì)心的動(dòng)量矩定理教學(xué)方式、手段、媒介:教學(xué)方式、手段:講授√討論□示教□指導(dǎo)□其他□教學(xué)媒介:多媒體□模型□實(shí)物□掛圖音像□其他□板書(shū)設(shè)計(jì):一、動(dòng)量矩的概念及其計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩設(shè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為,某瞬時(shí)的速度為,到點(diǎn)的矢徑為(圖)質(zhì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的動(dòng)量矩為質(zhì)點(diǎn)對(duì)軸的動(dòng)量矩為質(zhì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和軸(該軸通過(guò)點(diǎn))的動(dòng)量矩關(guān)系為質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量矩設(shè)質(zhì)點(diǎn)系由個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成,其中第個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為,速度為,到點(diǎn)的矢徑為,則質(zhì)點(diǎn)系對(duì)點(diǎn)的動(dòng)量矩(動(dòng)量系對(duì)點(diǎn)的主矩)為:質(zhì)點(diǎn)對(duì)軸的動(dòng)量矩為動(dòng)量矩的解析式為剛體動(dòng)量矩的計(jì)算剛體平動(dòng)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的動(dòng)量矩3)平面運(yùn)動(dòng)剛體對(duì)其平面內(nèi)一點(diǎn)的動(dòng)量矩相對(duì)固定點(diǎn)的動(dòng)量矩定理引言:求均質(zhì)輪在外力偶的作用下,繞質(zhì)心軸的角加速度質(zhì)點(diǎn)相對(duì)固定點(diǎn)的動(dòng)量矩定理牛頓第二定律:上式兩邊左叉矢徑左邊是固定點(diǎn)時(shí),于是有——質(zhì)點(diǎn)對(duì)固定點(diǎn)的動(dòng)量矩定理質(zhì)點(diǎn)系對(duì)固定點(diǎn)的動(dòng)量矩定理是質(zhì)點(diǎn)系對(duì)定點(diǎn)O的動(dòng)量矩是外力系對(duì)O點(diǎn)的主矩動(dòng)量矩守恒三、剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)微分方程設(shè)剛體在主動(dòng)力系作用下,繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)剛體對(duì)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為,瞬時(shí)的角速度為,剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的動(dòng)量矩為,由質(zhì)點(diǎn)系對(duì)固定軸的動(dòng)量矩定理可得其中,是剛體對(duì)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量例題教材P26112-1、12-5、12-6討論、思考題、作業(yè):思考題:P2781作業(yè):P2791、3、4、6、8、9參考書(shū)目:教師姓名:蘇繼龍職稱(chēng):副教授年月

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