理论力学竞赛辅导5综合应用.ppt

2019/7/17,1,第五讲 应用篇 静力学的应用 运动学的应用 动力学的应用,2019/7/17,2,静力学的应用,问题1：设计一个机构或结构，实现施加一个很小的力，产生一个很大的作用力？,2019/7/17,3,静力学的应用,例题2：试设计一台秤，使称重结果与大象站立位置无关。,1、台秤应用的是什么原理？ 2、若使称重结果与大象站的位置无关，应用什么样的机构？ 3、应用什么原理最容易确定大象重量与秤砣重量间的关系？ 4、给出台秤必要的几何参数。 5、给出测试数据与大象重量的关系。,问题3：该磅秤在设计上存在还哪些不足，如何改进。,2019/7/17,4,静力学的应用,问题3：该磅秤在设计上存在还哪些不足，如何改进。,2019/7/17,5,静力学的应用,2019/7/17,6,静力学的应用,问题4：轧钢机械中的力学问题,1、 若钢板能进入碾轧机，利用的是什么力学概念？ 2、轧轮和钢板间的摩擦系数为f，确定a,b,d ,f间的关系。,2019/7/17,7,运动学的应用,问题5：已知车队以速度V 匀速行驶，车宽为b，车距为a, 若人要匀速沿直线行走穿过马路，求人过马路的最小速度u，并确定过马路的方向。,2019/7/17,8,运动学的应用,问题6：设计一个机构，使得将转动转换成往复移动或摇动。,2019/7/17,9,运动学的应用,问题7：设计相关的参数，使得当摇杆BD铅垂时，滑枕向右移动的速度是向左移动速度的2倍，并求此时滑枕的加速度和摇杆的角加速度。已知曲柄OA的角速度为常量（逆时针转动）,2019/7/17,10,动力学的应用,问题8 ：两轮电动车中的力学问题 设：电机转子与车轮固连，其定子与车身固连。,2019/7/17,11,动力学的应用,问题81 ：无人使用时，车体能在铅垂位置平衡的力学原理是什么？,问题82 ：人站在车上时，车体在铅垂位置平衡是否是稳定的？,2019/7/17,12,动力学的应用,问题83：若车轮在地面上纯滚动，已知：车轮轮心的加速度为a，人体和车体（不含电机和车轮）的总质量为mC，电机和车轮的质量为mA，对转轴的转动惯量为J，车轮半径为R，AC=L,若车身视为平移。求： 1、电机的驱动力矩M 2、人体与车体总重心C前倾的角度。 3、地面作用在车轮上的摩擦力。,2019/7/17,13,动力学的应用,1、电机的驱动力矩M,应用动能定理微分形式：,2、求倾角,应用动静法：研究车身,3、求摩擦力,研究整体，应用动量定理,2019/7/17,14,竞赛试题答案,非 非 非 是 是 D C C C A,21. 2mu2/9R 22. 2pi/3 23. u 24. 6u/L 25. gf/3 26. -8gf/3L,11.（tan）/2 12.2a/b 13.rA 14. R 15. mR2/2pi 16. gsin450 17. 3 18. 圆周, u/3 19. 圆周，u/3 20. 平面，u/3R,2019/7/17,15,四、综合分析题（）,O,C,A,取圆盘为动系，甲虫A为动点,由于合外力为零，因此系统的动量守恒，对质心的动量矩也守恒,动量守恒：,速度合成定理：,将2式和3式代入1式：,相对质心C动量矩守恒：,由5式并利用2式和3式，化简可得：,由5、6和1式，可得：,该式在x轴投影：,C为系统的质心,2019/7/17,16,运动学中思考题40：,设计一个平面运动机构，该机构由若干个刚体构成，使得仅在图示瞬时，下列情况同时成立： 刚体1的角速度不为零，但角加速度为零： 刚体2的角速度为零，但角加速度不为零： 刚体3的角速度和角加速度均为零：,2019/7/17,17,结束语,在学习中挖掘知识的内涵 掌握基本理论与方法的适用条件（基本假设在理论推导中的作用） 建立各知识点间的内在联系，形成知识结构体系 在实践中提高分析问题和解决问题的能力 分析因果关系，建立力学模型，选择解决问题的方法 勤思考，