系统动力学第三章2
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2023新考案一轮复习第三章第2讲牛顿第二定律两类动力学问题一、多选题1.关于牛顿第二定律,下列说法正确的是()A.加速度与合力的关系是瞬时对应关系,即〃与尸同时产生、同时变化、同时消失B.加速度的方向总是与合外力的方向相同C.同一物体的运动速度变化越大,受到的合外力也越大D.物体的质量与它所受的合外力成正比与它的加速度成反比二、单选题2.在国际单位制(简称SI)中,力学的基本单位有:m (米)、kg (千克)、 s (秒)。
导出单位J (焦耳)用上述基本单位可表示为()A. kg ∙ m ∙ s 1B. kg ∙ m' ∙ s 1C. kg ∙ m ∙ s 2D. kg ∙ m2∙s ’3.如图所示,在里约奥运会男子跳高决赛中,加拿大运动员德劳因突出重围, 以2米38的成绩夺冠,则()A.德劳因在最高点处于平衡状态B.德劳因起跳以后在上升过程中处于失重状态C.德劳因起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力D.德劳因在下降过程中处于超重状态4.某同学自主设计了墙壁清洁机器人的模型,利用4个吸盘吸附在接触面上,通过吸盘的交替伸缩吸附,在竖直表面上行走并完成清洁任务,如图所示。
假设这个机器人在竖直玻璃墙面上由A点沿直线“爬行”到右上方B点,设墙面对吸盘摩擦力的合力为E 下列分析正确的是( )则F 的方向可能沿A3方向 则尸的方向一定竖直向上则尸的方向可能沿AB 方向 则尸的方向一定竖直向上5 .图1所示的长江索道被誉为“万里长江第一条空中走廊”。
索道简化示意图如图2所示,索道倾角为30° ,质量为机的车厢通过悬臂固定悬挂在承载索 上,在牵引索的牵引下一起斜向上运动。
若测试运行过程中悬臂和车厢始终处 于竖直方向,缆车开始以加速度〃尸IOm/s,向上加速,最后以加速度@=10m/s2 向上减速,重力加速度大小g=10m∕T,则向上加速阶段和向上减速阶段悬臂对 车厢的作用力之比为( )三、多选题6 .京张高铁是北京冬奥会的重要配套工程,其开通运营标志着冬奥会配套建设 取得了新进展。
系统思维与系统决策:系统动力学智慧树知到课后章节答案2023年下中央财经大学第一章测试1.短视思维是指那些往往只看眼前、不看长远,只关心省钱、不关心效果,安于现状、看不到危机等思维方式。
A:错 B:对答案:对2.系统包括三部分:元素、连接、功能。
A:对 B:错答案:对3.世界上的任何事物都是由系统决定的。
A:对 B:错答案:错4.系统行为可以不受内部结构控制。
A:对 B:错答案:错5.系统具有三个特性:分别为涌现性、结构决定行为、系统随时间变化。
A:对B:错答案:对第二章测试1.建立模型需要遵循相似性、明朗性、目的性三项原则。
A:错 B:对答案:对2.一个受污染鱼溏里的鱼,使鱼的数量减少,鱼的腐烂进一步使鱼的数量减少,这个例子属于正反馈模型。
A:错 B:对答案:对3.一个农田里有植食性害虫、吃虫的鸟。
当害虫增多,鸟也在增加,但是到了鸟吃掉了虫子后,虫子数量大减,鸟类事物不充足,导致鸟的数量也在减少,这个案例属于负反馈模型。
A:错 B:对答案:对4.因果回路图的三个典型结构包括:增强回路、调节回路和时间延迟。
A:错 B:对答案:对5.增增强回路的影响一定是正面的。
A:对 B:错答案:错第三章测试1.系统基模的主要目的是用简单扼要的模型来描述最常见的那些行为模式,是学习如何排除细枝末节,看到个人与组织生活中结构的关键所在。
A:对 B:错答案:对2.通过系统基模,系统思考可以看成“填空”的模式以及凭借简单模型来预测系统行为是可行的行为。
A:对 B:错答案:错3.厚积薄发基模的基本结构是一个有明显时间延迟的增强回路。
A:对 B:错答案:对4.“矫枉过正”基模的系统结构,带来典型的系统行为就是震荡。
A:错 B:对答案:对5.厚积薄发模型具有时间延迟特征,矫枉过正模型不具有时间延迟特征。
A:错B:对答案:错第四章测试1.下列选项属于存量的有()A:反应社会产品和劳务的生产 B:劳动者收入总额 C:分配情况的国内生产总值 D:流动资金答案:流动资金2.下列选项属于流量的是()A:外汇储备 B:存款 C:流动资金增加额 D:黄金储备答案:流动资金增加额3.根据系统动力学的定义,下列说法正确的是()A:“浴缸的水量”是随着时间累积的变量。
第三章充气轮胎动力学§3-1 概述轮胎是车辆重要的组成部分,直接与地面接触。
其作用是支承整车的重量,与悬架共同缓冲来自路面的不平度激励,以保证车辆具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性;保证车轮和路面具有良好的附着性,以提高车辆驱动性、制动性和通过性,并为车辆提供充分的转向力。
一、轮胎运动坐标系二、车轮运动参数1.滑动率2.轮胎侧偏角a3.轮胎径向变形§3-2 轮胎的功能、结构及发展轮胎的基本功能包括:1)支撑整车重量;2)与悬架元件共同作用,衰减由路面不平引起的振动与冲击;3)传递纵向力,以实现驱动和制动;4)传递侧向力,以使车辆转向并保证行驶稳定性。
为实现以上功能,任何一个充气轮胎都必须具备以下基本结构:(1)胎体(2)胎圈(3)胎面常用的车用充气轮胎有两种,即斜交轮胎和子午线轮胎。
二者在结构上有明显不同,主要区别在于胎体帘线角度的不同。
所谓“帘线角”即为胎体帘布层单线与车轮中心线形成的夹角。
根据车辆动力学研究内容的不同,轮胎模型可分为:(1)轮胎纵滑模型主要用于预测车辆在驱动和制动工况时的纵向力。
(2)轮胎侧偏模型和侧倾模型主要用于预测轮胎的侧向力和回正力矩,评价转向工况下低频转角输入响应。
(3)轮胎垂向振动模型主要用于高频垂向振动的评价,并考虑轮胎的包容特性(包含刚性滤波和弹性滤波特性)。
这里仅对几种常用的轮胎模型给予介绍。
(1)幂指数统一轮胎模型幂指数统一轮胎模型的特点是:。
1)采用了无量纲表达式,其优点在于由纯工况下的一次台架试验得到的试验数据可应用于各种不同的路面。
当路面条件改变时,只要改变路面的附着特性参数,代人无量纲表达式即可得该路面下的轮胎特性。
2)无论是纯工况还是联合工况,其表达式是统一的。
3)可表达各种垂向载荷下的轮胎特性。
4)保证了可用较少的模型参数实现全域范围内的计算精度,参数拟合方便,计算量小。
在联合工况下,其优势更加明显。
5)能拟合原点刚度。
(2)“魔术公式”轮胎模型“魔术公式”轮胎模型的特点是:1)用一套公式可以表达出轮胎的各向力学特性,统一性强,编程方便,需拟合参数较少,且各个参数都有明确的物理意义,容易确定其初值。
2012年物理一轮精品复习学案:第2节 牛顿第二定律、两类动力学问题【考纲知识梳理】一、牛顿第二定律1、内容:牛顿通过大量定量实验研究总结出:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向和合外力的方向相同。
这就是牛顿第二定律。
2、其数学表达式为:m Fa =ma F =牛顿第二定律分量式:⎩⎨⎧==yy x x ma F ma F用动量表述:t PF ∆=合3、牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理微观粒子高速运动问题; 二、两类动力学问题1.由受力情况判断物体的运动状态;2.由运动情况判断的受力情况 三、单位制1、单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(1)基本单位:所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位,如在力学中,选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位: 长度一cm 、m 、km 等; 质量一g 、kg 等; 时间—s 、min 、h 等。
(2)导出单位:根据物理公式和基本单位,推导出其它物理量的单位叫导出单位。
2、由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
选定基本物理量的不同单位作为基本单位,可以组成不同的单位制,如历史上力学中出现了厘米·克·秒制和米·千克·秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺·秒·磅制等。
【要点名师精解】一、对牛顿第二定律的理解1、牛顿第二定律的“四性”(1)瞬时性:对于一个质量一定的物体来说,它在某一时刻加速度的大小和方向,只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定.当它受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义.例如,物体在力F1和力F2的共同作用下保持静止,这说明物体受到的合外力为零.若突然撤去力F2,而力F1保持不变,则物体将沿力F1的方向加速运动.这说明,在撤去力F2后的瞬时,物体获得了沿力F1方向的加速度a1.撤去力F2的作用是使物体所受的合外力由零变为F1,而同时发生的是物体的加速度由零变为a1.所以,物体运动的加速度和合外力是瞬时对应的.(2)矢量性(加速度的方向与合外力方向相同);合外力F是使物体产生加速度a的原因,反之,a是F产生的结果,故物体加速度方向总是与其受到的合外力方向一致,反之亦然。
《汽车系统动力学》教学大纲一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2.课程任务:本课程要求学生学习和掌握车辆系统的主要行驶性能,如牵引性能、车辆的动态载荷、转向动力学等。
研究路面不平度激励的振动。
了解该领域世界发展及最新成果。
通过学习本课程,掌握汽车动力学分析的一般的理论和方法,为今后汽车系统动力学分析、从事该领域研究、开发奠定基础。
二、课程教学基本要求本课程是研究所有与汽车系统运动有关的学科,其内容可按车辆运动方向分为纵向、垂向和侧向动力学三大部分。
要求学生了解车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外,重点理解受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学,以及行驶动力学(垂向)和操纵动力学(侧向)内容。
运用系统方法及现代控制理论,结合实例分析,介绍了车辆动力学模型的建立、计算机仿真、动态性能分析和控制器设计的方法,同时使学生对常用的车辆动力学分析软件有所了解。
成绩考核形式:末考成绩(闭卷考试)(70%)+平时成绩(平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等)(30%)。
成绩评定采用百分制,60分为及格。
三、课程教学内容绪篇概论和基础理论第一章车辆动力学概述1.教学基本要求让学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方法、术语、标准和法规、发展趋势。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方法、发展趋势。
3.教学重点和难点教学重点是车辆动力学的研究内容和范围、车辆特性和设计方法。
教学难点是车辆特性和设计方法。
4.教学内容第一节历史回顾1.车辆动力学的历史发展第二节研究内容和范围1.纵向动力学2.行驶动力学3.操作动力学第三节车辆特性和设计方法1.期望的车辆特性2.设计方法3.汽油机与柴油机速度特性的比较第四节术语、标准和法规1.汽车术语、标准和法规第五节发展趋势1.车辆的主动控制2.多体系统动力学3.闭环系统和主观与客观评价第二章车辆动力学建模方法及基础理论1.教学基本要求让学生了解动力学方程的建立方法、非完整系统动力学、多体系统动力学方法。
第2节牛顿第二定律两类动力学问题一、牛顿第二定律单位制1.牛顿第二定律(1)内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
[注1](2)表达式:F=ma。
[注2]2.单位制(1)单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(2)基本单位 [注3]在力学范围内,国际单位制规定质量、长度和时间为三个基本量,它们的单位千克、米和秒为基本单位。
(3)导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
二、两类动力学问题1.动力学的两类基本问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。
第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:[注4]【注解释疑】[注1] 加速度的大小是由力和物体的质量共同决定的。
[注2] 应用F=ma进行计算时,各量必须使用国际单位制中的单位。
[注3] “基本量”既可以采用国际单位制中的单位,也可以采用其他单位制中的单位,如厘米、英寸、斤等常用单位,并且不同的单位制规定的基本量不尽相同。
[注4] 既可以根据受力求加速度,也可以根据运动规律求加速度。
[深化理解]1.牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。
(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
2.牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,加速度跟力同时产生、同时变化、同时消失。
3.物体受力的瞬间,立即获得加速度,而由于惯性,速度不会立即产生变化。
[基础自测]一、判断题(1)物体加速度的方向一定与合外力方向相同。
(√)(2)质量越大的物体,加速度越小。
(×)(3)物体的质量与加速度成反比。
(×)(4)物体受到外力作用不为零时,立即产生加速度。
(√)(5)可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。
(×)(6)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。
第三章 系统的时间响应3-1 什么是时间响应?答:时间响应是指系统的 响应(输出)在时域上的表现形式或系统的动力学方程在一定初始条件下的解。
3.2 时间响应由哪两部分组成?各部分的定义是什么?答:按分类的原则不同,时间响应有初始状态为零时,由系统的输入引起的响应;零输入响应,即系统的 输入为零时,由初始状态引起的响应。
按响应的性质分为强迫响应和自由响应。
对于稳定的系统,其时间响应又可分为瞬态响应和稳态响应。
3.3时间响应的瞬态响应反映哪方面的性能?而稳态响应反映哪方面的性能? 答:瞬态响应反映了系统的稳定性和响应的快速性两方面的性能;稳态响应反映了系统响应的准确性。
3.4 设系统的单位脉冲响应函数如下,试求这些系统的传递函数. 1.25(1)()0.0125;t w t e -= (2)()510s i n (44w t t t =++););t-3(3)w(t)=0.1(1-e(4)()0.01w t t= 解:(1)11()()()()()00w t x t L X s L G s X s i --⎡⎤⎡⎤===⎣⎦⎣⎦ ()1X s i=(),()()G s G s L w t =⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦-1w(t)=L 所以,0.01251.251)()()0.0125 1.25t G s L w t L e s -⎡⎤===⎡⎤⎣⎦⎢⎥+⎣⎦((2)()()G s L w t =⎡⎤⎣⎦5510sin(4)sin 4cos422L t t t s s=++=++⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦5452()2222161616s s s s s s =++=++++113(3)()()0.1(1)0.11t G s L w t L e s s s ⎧⎫⎡⎤-⎪⎪⎢⎥==-=-⎡⎤⎨⎬⎣⎦⎢⎥+⎪⎪⎣⎦⎩⎭0.1(31)s s =+ 0.01(4)()()0.012G s L w t L t s ===⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦3.5解11()()110.256min.t TG s xt e ou Ts T -==-+=()因为一阶系统的单位阶跃响应函数为解得,1(2)(),()10121111()()2211G s r t At t Ts A T T t x t L AL A t T Te or Ts s Ts T s s ===+⎡⎤⎡⎤---⎢⎥==-+=-+⎢⎥++⎢⎥⎣⎦⎣⎦因为一阶系统在输入作用下的时间响应()0.256()()()(1) 2.56(1)tt tT t T Te T e t r t x t At AAT e e or----+=-=-=-=-当t=1min e(t) = 2.53度3.6解解:(1)该系统的微分方程可以表示为o i u iR u += ω⎰=i d t C u o 1其传递函数为 111111)()()(+=+=+==Ts RCs CsR Cs s u s u s G i o 其中T=RC 。