工程力学 教学课件 作者 喻勋良 工程力学 第四章.ppt

（1） × × × × 第×章 × × × × 第×节 × × × × × 一、 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × ×× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 1) × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 24号 黑体 红色（204，0，0） 20号 黑体 黑色 20号 黑体 黑色 20号 黑体 黑色 图1-1 × × × × 14号 黑体 蓝色（0，0，255） 表1-1 × × × × 标准 模板 1. × × × × 20号 黑体 蓝色（0，0，255）黄底（253，231，139） 20号 黑体 蓝色（0，0，255） 24号 黑体 黄色（255，255，0） 第 章 第 节 第 章 复 习 思 考 题 电子 教案 喻勋良 主编 第四章 动力学基础 本章应知 1.了解作用在任一刚体上的力产生物体平动或旋转运动之间的关系。 2.理解转动惯性力概念，了解转动零件惯性力的平衡。 3.理解转动惯性概念。 4.掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、动能定理）。 本章应会 1.了解作用在任一刚体上的力产生物体平动或旋转运动之间的关系。 2.理解转动惯性力概念，了解转动零件惯性力的平衡。 3.理解转动惯性概念。 4.掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理、对固定点和质心的动量矩定理、动能定理）。 第一节 质点动力学 第 章 四 动力学基础 一、动力学的内容与基本定律 1.动力学的内容 动力学研究的基本问题是：①已知物体的运动，求作用在物体上的力；②已知作用在物体上的力，求物体的运动。 动力学的内容一般分为两个部分——质点动力学和质点系动力学。 2.动力学基本定律 第一定律(惯性定律)：质点如不受任何力的作用，则将保持静止或作匀速直线运动。 第二定律(力与加速度的关系定律)：质点因受到力的作用而产生的加速度，其方向与力的方向相同，其大小与力的大小成正比，而与质点的质量成反比。 第一节 质点动力学 第 章 四 动力学基础 第三定律(作用与反作用定律)：两质点间的作用力与反作用力，总是同时存在，大小相等，方向相反并沿着两质点的连接线而作用在两个质点上。 第四定律(力的独立作用定律)：几个力同时作用于一个质点时所引起的加速度，等于每个力单独作用于这个质点时所引起的那些加速度的矢量和。 此定律可以表示为 a=a1+a2+…+an 在此式两端各乘以质点的质量m，则有 ma=ma1+ma2+…+man 因ma1=F1，ma2=F2，…，man=Fn ,于是得 第一节 质点动力学 第 章 四 动力学基础 二、力学单位制 力的量纲是 力=质量×加速度=质量×长度/时间2 或写作 F=MLT-2 显然，力的单位牛顿用国际制基本单位表示的关系式是kg·m·s-2 三、质点运动方程 设质量为m的质点M，在力系F1，F2，…，Fn作用下，产生加速度a，如图4-4所示。可得 R=ma 图4-4 第一节 质点动力学 第 章 四 动力学基础 式中R为力系的合力，根据投影定理知 及 故得 图4-4 第一节 质点动力学 第 章 四 动力学基础 四、惯性力的概念 1.质点作直线运动时的惯性力 由于物体有惯性，若要使处于平衡状态的物体改变平衡状态，就必须对它施加力。 惯性力是：当物体受外力作用而运动状态发生改变时，物体由于惯性而加给施力物体的反作用力，其大小等于运动物体的质量与加速度的乘积，方向与加速度的方向相反。 2.质点作曲线运动时的惯性力 转动刚体内任一点的切向加速度的大小等于角加速度与该点到转轴距离的乘积,方向沿该点圆周的切线,顺着α的转向指向前方；法向加速度等于角速度的平方与该点到转轴距离的乘积，其方向始终沿该点圆周的半径指向圆心。 第一节 质点动力学 第 章 四 动力学基础 五、转动零件惯性力的平衡 机器中的转动零件，即使几何形状对称于转动轴线，但由于质量不均匀，因此，重心不在轴线上，当零件转动时，就出现惯性力，而且惯性力往往比零件本身重量大得多。那些几何形状不对称于转动轴线的零件(如曲轴，凸轮轴等)，当它们转动时，惯性力可能就更