第一章_运动学基础与点的运动学

工 程 力 学运动学部分

运动学部分第一章 运动学基础与点的运动学 第二章 刚体的平面运动

第三章 复合运动

第一章 运动学基础与点的运动学§1.1 运动学基础 §1.2 点的运动的矢量描述 §1.3 点的运动的坐标描述

第一章 运动学基础与点的运动学

§1.1 运动学基础

一 、力学是研究物体机械运动规律 的科学 力学原是物理学的一个分支。物理科 学的建立则是从力学开始。当物理学 摆脱了用纯力学的概念和理论解释机 械运动以外的各种运动时，而获得健 康发展时，力学则在工程技术的推动 下逐渐从物理中独立出来。5

力学是门重要的技术基础科学。工 程技术人员均要学习力学文化，为有 效解决工程中的力学问题提供必备的 知识。

一 、力学是研究物体 宏观机械运 动规律的科学1.物体—研究对象。即力学模型

质点：只记质量而忽略大小的物体 学 质点系：许多质点组成的系统 模 连续介质：物质在空间是连续分布的 型 7

力

理论力学 工程力学 材料力学 流体力学 质点 理论力学模型 刚体 离散系统 刚体系

刚体：质点间距离保持常量的质点系8

材料力学属于固体力学范畴，与流体力 学一样采用连续介质模型。 2、运动——变化(社会的、化学的、 生物等) 机械运动：物体在空间中位置的变化； 固体的移动和变形；流体 的流动。9

力学主要研究两个问题：(1)研究物体的运动，研究作用在 物体上的力和运动之间的关系 (2)研究物体的变形，研究作用在 物体上的力与变形之间的关系

二、 参考空间，参照物，坐标系 参考空间：研究物体运动时所参照 的空间. 参照物：与参照空间固连的物体。 参照坐标系：建立于参照空间的坐 标系。 运动方程：确定物体在空间任一瞬 间位 置的数学方程。11

三 、研究方法1、矢量法 矢量运算 求解 矢量 矢量方程 AX BX 解析法 A B AY BY A B Z Z 几何法 : 解三角形

2 、分析法 由坐标确定物体位置及变化规律。12

四、 约束 自由体：运动不受限制的物体。 非自由体：运动受限制的物体。O 1

x

O1O2

y

M13

2、光滑面约束

图1.2

3、光滑圆柱铰链约束

图1.3

4、固定铰支座约束

5、活动铰支座约束

图1.5

6、光滑球铰链约束

图1.6

7、固定端约束

图1.7

六 、广义坐标 自由度 广义坐标：确定系统在空间位置的 一组独立参数。 自由度：完整约束时，广义坐标个 数。 运动学是研究运动确定

的物体的运 动，所谓已确定的运动是指广义坐 标随时间变化规律已知或可由已知 条件写出。17

运动机构演示

§1.2 点的运动的矢量描述1.2.1、点的运动方程 对具体实在的点(物体上点、物体 间连接点) 由已知规律的独立变量，求点的运 动量 通常最多三个量足以描述点的运动， 受约束后量的个数减少，写方程， 由公式求出运动量。19