运动学2-点的合成资料
ae
?
ar
?
方向:
aa 0r 2
ae n
l
2 BD
r
2
2 0
/L
做出速度矢量图如图示。 B
D 600 A
aen
ar 300 C
E
投至y轴:
0 O aa
aa ae
si
n (
300 aa aen
sin
ae n ) sin 60 0
sin 30 0
30
0 ae 3 0 2r
sin 60 0ae 2( L r )
相对运动中,动点的速度和加速度称为相对速度 vr 与相对加速度ar
牵连运动中,牵连点的速度和加速度称为牵连速度ve与牵连加速度 ae
牵连点:在任意瞬时,动坐标系中与动点相重 合的点,也就是设想将该动点固结在动坐标系上, 而随着动坐标系一起运动时该点叫牵连点。
动点:螺旋桨上一点M
定系:与地面固连
动系:与机身固连
解: 动点:A点(OA杆)
动系:BC杆
大小:va
ve
?
vr
?
方向:
B
D
600 A
vr
300 C
0 O
E
根据速度合成定理 va ve vr va
ve
做出速度平行四边形, 如图示
va r0
ve va r0 L BD
BD r0 / L
根据牵连平动的加速度合成定理
大小:
aa
aen
v r sin
考点三:加速度合成定理
一、牵连运动为平动时点的加速度合成定理
aa ae ar —牵连运动为平动时点的加速度合成定理
a a a n
∴一般式可写为 aa aan ae aen ar arn
例. 图示平面机构,已知:OA=r,0为常数,BC=DE, BD=CE=L,求:图示位置,杆BD的角速度和角加速度。
相对运动:为动点M相 对于机身作圆周运动
绝对运动:为动点M相对 于地面作空间曲线运动
牵连运动:为机身相对于 地面的运动
塔式起重机
甲板上一人M沿船横向运动
动点: M(脚) 定系:固定于河岸
动系:固连于船
绝对运动:?
相对运动:?
牵连点:?
牵连运动:?
牵连点:M′(脚印)(甲板上)
动点:A(在AB杆上) 动系:偏心轮 静系:地面 绝对运动:直线 相对运动:圆周(曲线) 牵连运动:定轴转动
考点一:点的合成运动的概念
要求熟练分析:一点、二系、三运动
z z'
x' o'
M
o
y'
x
y
研究运动的点为动点
O x y z 为定参考系
O’x’y’z’为动参考系
• 绝对运动: 动点相对定系的运动
• 相对运动: 动点相对动系的运动 • 牵连运动: 动系相对定系的运动
绝对运动中,动点的速度与加速度称为绝对速度 va 与绝对加速度 aa
其中
arn vr2 /R(
2 3
v0
)2
/
R
4v02 3R
n
投影到法线
aa sin ae cos arn
aa
(ae
c
os
ar
n
)/s
in
(a0
c
os60
4v02 3R
)/sin60
整理得
aAB aa
3 3
(a0
8 3
v02 R
)
已知:,OA=r,该瞬时的, 求:BC杆的加速度。
D
解: 动点:A点(OA杆)
根据速度平行四边形,求出未知量。
恰当地选择动点、动系和静系是求解合成运动问题的关键。
例: 已知图示瞬时圆盘的 角速度 和角加速度 , 求杆上A点的速度
A
300
解:动点: 盘心C 动系: 杆 定系: 地面
运动分析 绝对运动: 圆周运动
相对运动: 直线运动
牵连运动: 直线平移
va ve
vr
O
c
若动点A在偏心轮上时 动点: A(在偏心轮上) 动系: AB杆 静系: 地面 绝对运动: 圆周(红色虚线) 相对运动: 曲线(未知) 牵连运动: 平动
*
O
y
静系:地面 Oxy
动系:BC杆 Bx´y´
相对运动: 沿BC杆的直
x
B y´
AC
线运动.
x´
牵连运动: 沿铅垂方向的直线平动. D
绝对运动:以O为圆心,OA
求雨滴相对于车的速度。
动点:雨滴 动系:汽车
Vr
M
V1=Ve
V2 =Va V1
由va ve vr
vr v12 v22
tg (vr
v2 )
v1 v2
[例] 曲柄摆杆机构
已知:OA= r , , OO1=l 图示瞬时OAOO1 求:摆杆O1B角速度1
解:A-动点,O1B-动系,基座-静系。
绝对速度va = r
R
求:牵连速度、 牵连加速度
速度分析: va ve vr va cos ve
ve R cos 300
*例
vD的大小为v .
O
B
C
A
D
vD
* 解:
建立静系Oxy和动系Bx´y´
va= ve + vr
va = r ve = vD= v
O
ve
y va
B
x
C
y´
A
vr
x´
D
vD
v 解得: va sin
vD
半径的园运动.
动点:凸轮上的C点 动系:固连在顶杆上 绝对运动:? 相对运动:? 牵连运动:?
考点二:点的速度合成定理 (重点)
考点二:点的速度合成定理
v v v
a
e
r
v
va
r
va—动点的绝对速度;
vr—动点的相对速度;
v
ve—动点的牵连速度,
e
* 例. 汽车以速度v1沿直线行驶雨滴M以v2铅垂下落,
解:动点A,动系-圆盘, 静系-基座。 绝对速度 va = ? 待求,方向//AB 相对速度 vr = ? 未知,方向CA
牵连速度 ve =OA=2e, 方向 OA
由速度合成定理 va= vr+ ve ,
作出速度平行四边形 如图示。
va
ve
tg300
2
3 3
e
v
AB
2
3 3
e
()
由上述例题可看出,求解合成运动的速度问题的一般步骤为: 选取动点,动系和静系。 三种运动的分析。 三种速度的分析。 根据速度合成定理 va ve vr , 作出速度平行四边形。
动系:滑杆C( L r )
3 L2
[例] p194 已知:凸轮半径 R,vo ,ao 求: =60o时, 顶杆AB的加速度。
解:取杆上的A点为动点, 动系与凸轮固连。
由速度合成定理 va ve vr ,
vr
ve
sin
v0 s in60 o
2 3
v0
aa
ae
a r
arn
相对速度vr = ? 牵连速度ve = ?
由速度合成定理 va= vr+ ve
sin
r
r 2 l
2
,ve
va
sin
r 2
r2 l2
又ve
O1
A1
,1
ve O1 A
1 r 2 l2
r 2
r 2 l2
r
r
2
2
l
2
(
)
[例] 圆盘凸轮机构
已知:OC=e , R 3e , (匀角速度)
图示瞬时, OCCA 且 O,A,B三点共线。 求:从动杆AB的速度。