理论力学运动学引论

1、 2.2.运动学模型及其运动形式运动学模型及其运动形式3.3.学习学习运动学的目的运动学的目的1.1.运动学主要内容运动学主要内容 运动学是从几何观点描述物体的机械运动运动学是从几何观点描述物体的机械运动, ,只阐明运动过程的几何特征及其各运动的要素之只阐明运动过程的几何特征及其各运动的要素之间的关系间的关系, ,而不涉及运动的物理原因。而不涉及运动的物理原因。运动学的任务是：运动学的任务是： 研究物体在空间的位置研究物体在空间的位置随时间变化的几何性质。如：随时间变化的几何性质。如： （1 1）物体机械运动规律的描述方法；）物体机械运动规律的描述方法；（2 2）物体运动形式及有关特征；）物体

2、运动形式及有关特征； （3 3）点的轨迹、速度、加速度，刚体的角速）点的轨迹、速度、加速度，刚体的角速 度、角加速度，以及相互间的关系等。度、角加速度，以及相互间的关系等。 （1）几个概念几个概念 固连于参考体上的任何一组坐标系，称固连于参考体上的任何一组坐标系，称为为参考坐标系参考坐标系或或参考系参考系。机械运动表现为物体在空间的位置随时机械运动表现为物体在空间的位置随时间的变动。物体的位置只能相对地描述，只能说出间的变动。物体的位置只能相对地描述，只能说出一个物体相对于另一个物体的位置。这后一物体被一个物体相对于另一个物体的位置。这后一物体被作为确定前一物体位置的作为确定前一物体位置的参考

3、体参考体。 （2）运动学研究内容运动学研究内容 建立物体的运动方程建立物体的运动方程分析点的运动速度、加速度和刚体的角速度、分析点的运动速度、加速度和刚体的角速度、角加速度等角加速度等 研究物体运动的分解与合成规律研究物体运动的分解与合成规律 研究卫星轨道时，研究卫星轨道时，卫星可以看作一个点。卫星可以看作一个点。 研究卫星运动姿态研究卫星运动姿态时，卫星不再是一点，时，卫星不再是一点，而应看作刚体。而应看作刚体。( (1) ) 运动学模型运动学模型 接触轨道之前，接触轨道之前，保龄球可以看作一个保龄球可以看作一个点；点； 接触轨道之后，接触轨道之后，保龄球在摩擦力作用保龄球在摩擦力作用下发生

4、滚动，这时保下发生滚动，这时保龄球不再是一点，而龄球不再是一点，而应看作刚体。应看作刚体。 最一般的情形最一般的情形为三维变速曲线运为三维变速曲线运动动（2）点的运动形式点的运动形式点的运动可分为点的运动可分为直线运动和曲线运动。直线运动和曲线运动。 最一般的最一般的情形为三维变情形为三维变速曲线运动速曲线运动 （3）刚体的运动形式刚体的运动形式 平平 移移 刚体运动过程中，其上的任意直线刚体运动过程中，其上的任意直线 始终平行于这一直线的初始位置。始终平行于这一直线的初始位置。定轴转动定轴转动 刚体运动过程中，其上（或其延展刚体运动过程中，其上（或其延展 部分）有一直线始终保持不动。部分）有

5、一直线始终保持不动。平面运动平面运动 刚体运动过程中，其上各点到某一刚体运动过程中，其上各点到某一 固定平面的距离始终保持不变。固定平面的距离始终保持不变。一般运动一般运动 自由刚体在空间的运动。自由刚体在空间的运动。定点运动定点运动 刚体运动过程中，其上某一点始终刚体运动过程中，其上某一点始终 保持不动。保持不动。 平平 移移 平平 移移 平平 移移 平平 移移 平平 移移 平平 移移 平平 移移 定轴转动定轴转动 定轴转动定轴转动 定轴转动定轴转动 定轴转动定轴转动 定轴转动定轴转动 平面运动平面运动 平面运动平面运动 平面运动平面运动 平面运动平面运动 平面运动平面运动 定点运动定点运动

6、 定点运动定点运动 定点运动定点运动 定点运动定点运动 定点运动定点运动 定点运动定点运动 一般运动一般运动 一般运动一般运动 一般运动一般运动 一般运动一般运动 一般运动一般运动 引引 论论 学习运动学除了为学习动学习运动学除了为学习动力学打基础外，另一方面又有力学打基础外，另一方面又有其独立的意义，为分析机构的其独立的意义，为分析机构的运动打好基础。运动打好基础。 运动学是从几何观点描述物体的机械运动运动学是从几何观点描述物体的机械运动, ,只阐明运动过程的几何特征及其各运动的要素之只阐明运动过程的几何特征及其各运动的要素之间的关系间的关系, ,而不涉及运动的物理原因。而不涉及运动的物理原因。运动学的任务是：运动学的任务是： 研究物体在空间的位置研究物体在空间的位置随时间变化的几何性质。如：随时间变化的几何性质。如： （1 1）物体机械运动规律的描述方法；）物体机械运动规律的描述方法；（2 2）物体运动形式及有关特征；）物体运动形式及有关特征； （3 3）点的轨迹、速度、加速度，刚体的角速）点的轨迹、速度、加速度，刚体的角速 度