8-4 牵连运动为定轴转动时的加速度合成定理
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牵连运动为转动时点的加速度合成定理一、教学设计教学标题:牵连运动为转动时点的加速度合成定理教学目的:掌握牵连运动为转动时点的加速度合成定理及其应用;掌握科氏加速度的概念及计算方法,理解其产生的原因;巩固刚体定轴转动时角速度和角加速度以及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。
培养学生的逻辑思维能力及发现问题、思考问题、灵活应用所学解决生产实践中和生活中类似的力学现象和问题的能力。
教学设想:课程开始时提出身边一些有趣的现象引发同学们学习的兴趣,课程最后再列举种种自然界和工程中的现象促进学生的思考,激发学生对科学探索的热情并和学生一起应用新学知识讨论分析问题。
希望借此培养学生对科学的热爱,因为“热爱是最好的老师”;培养学生发现问题、思考问题、应用所学解决问题的能力。
这是本节课程安排的两个兴奋点。
定理的证明和分析产生科氏加速度的原因是学生学习中的难点,故教学时注意分散难点,增强思维的逻辑性,使内容在逻辑上环环相扣,步步深入,学生较易理解和接受。
比如先提出问题:平动时点的加速度合成定理是否适用于转动的情况?通过例题给出结论,再从运动学角度产生科氏加速度的原因,后用数学的矢量法进行更严密地推证。
考虑到学生可能认为这门课程太抽象,不能和生产实际联系起来,不知道用处何在。
所以可以专门就本节内容安排了一个小论文,有兴趣的同学可以独立完成,也可以自由组合完成,内容体裁自定。
并在期末专门安排时间让同学上台做研究报告。
希望能培养学生收集资料、整理资料、从中提取有用信息和撰写科研论文的能力;培养学生们团结合作的团队精神以及交流表达能力。
教学环节:1.通过列举自然界和生活中的几个现象切入本堂课的主题并简单介绍基本内容;2.明确地提出问题:动系为转动和平动时是否有同样的加速度合成定理?用一个简单的例子说明牵连运动为平动时的加速度合成定理不再适用于转动的情况;3.分析科氏加速度产生的原因和解释它的物理意义;4.用矢量法推导加速度合成定理;5.讨论不同情况下科氏加速度的计算;6.应用科氏加速度解释前面列举的现象,再简单介绍科氏加速度的发现和在自然科学中的应用说明科氏加速度的存在及其影响;7.总结本堂课的基本内容;8.布置作业。
平面力系1. 平面汇交力系可简化为以合力,其大小和方向等于各分力的矢量和,合力的作用线通过汇交点。
2. 平面汇交力系平衡的充要条件为合力等于零,与任意力系不同,任意力系由于不能汇交,会产生力偶,必须得满足主矢主矩都等于零才平衡。
3. 平面汇交力系可以通过解析法,即将各力分解到直角坐标系上,再求合力。
4. 力对点取矩:是一个代数量,绝对值等于力的大小与力臂的乘积:Fd F Mo =)(5. 合力矩定理:平面力系的合力对于平面内任一点的矩等于所有分力对该点的矩的代数和。
6. 力偶、力偶矩:力偶由两个大小相等,方向相反,作用线不在同一直线上的平行力组成。
力偶矩等于平行力的大小乘上平行力的间距,逆时针为正,顺时针为负。
7. 力偶的等效定理:在同一平面内,只要力偶矩的大小和转向不变,力偶的作用效果就不变。
8. 平面力系的简化:平面任意力系向一点的简化结果为一合力和一合力偶,合力称为主矢,合力偶为主矩。
主矢作用线过简化中心。
9. 平面任意力系平衡的充要条件:⎩⎨⎧==00'Mo F R ,其平衡方程为∑=0x F ,∑=0y F ,∑=0)(Fi Mo ,是三个独立的方程,可以求解三个未知数。
10. 静定问题:当系统中的未知量数目等于独立平衡方程的数目,则所有未知数都能解出,这种问题称为静定问题。
反之为非静定问题。
空间力系11. 空间汇交力系的合力等于各分力的矢量和,合力的作用线过汇交点。
可得合力的大小和方向余弦:()()()222∑∑∑++Fz Fy Fx R F ,()R R F Fx i F ∑=,cos ,其余类似。
12. 空间汇交力系平衡的充要条件为该力系的合力为零,或所有分力在三个坐标轴上投影的代数和为零,∑∑∑===0,0,0Fz Fy Fx ,可求三个未知数。
13. 力对点的矩矢等于该力作用点的矢径与该力的矢量积:()F r F M ⨯=o ;若k Fz j Fy i Fx F k z j y i x r ++=++=,,由行列式可得,()()()()k yFx xFy j xFz zFx i zFy yFz F Mo -+-+-=,在坐标轴上的投影为()[]yFz zFy F Mo x -=,()[]xFz zFx F Mo y -=,()[]yFx xFy F Mo z -=。
牵连运动为转动时点的加速度合成定理一、教学设计教学标题:牵连运动为转动时点的加速度合成定理教学目的:掌握牵连运动为转动时点的加速度合成定理及其应用;掌握科氏加速度的概念及计算方法,理解其产生的原因;巩固刚体定轴转动时角速度和角加速度以及刚体内各点速度和加速度的矢量表示法。
培养学生的逻辑思维能力及发现问题、思考问题、灵活应用所学解决生产实践中和生活中类似的力学现象和问题的能力。
教学设想:课程开始时提出身边一些有趣的现象引发同学们学习的兴趣,课程最后再列举种种自然界和工程中的现象促进学生的思考,激发学生对科学探索的热情并和学生一起应用新学知识讨论分析问题。
希望借此培养学生对科学的热爱,因为“热爱是最好的老师”;培养学生发现问题、思考问题、应用所学解决问题的能力。
这是本节课程安排的两个兴奋点。
定理的证明和分析产生科氏加速度的原因是学生学习中的难点,故教学时注意分散难点,增强思维的逻辑性,使内容在逻辑上环环相扣,步步深入,学生较易理解和接受。
比如先提出问题:平动时点的加速度合成定理是否适用于转动的情况?通过例题给出结论,再从运动学角度产生科氏加速度的原因,后用数学的矢量法进行更严密地推证。
考虑到学生可能认为这门课程太抽象,不能和生产实际联系起来,不知道用处何在。
所以可以专门就本节内容安排了一个小论文,有兴趣的同学可以独立完成,也可以自由组合完成,内容体裁自定。
并在期末专门安排时间让同学上台做研究报告。
希望能培养学生收集资料、整理资料、从中提取有用信息和撰写科研论文的能力;培养学生们团结合作的团队精神以及交流表达能力。
教学环节:1.通过列举自然界和生活中的几个现象切入本堂课的主题并简单介绍基本内容;2.明确地提出问题:动系为转动和平动时是否有同样的加速度合成定理?用一个简单的例子说明牵连运动为平动时的加速度合成定理不再适用于转动的情况;3.分析科氏加速度产生的原因和解释它的物理意义;4.用矢量法推导加速度合成定理;5.讨论不同情况下科氏加速度的计算;6.应用科氏加速度解释前面列举的现象,再简单介绍科氏加速度的发现和在自然科学中的应用说明科氏加速度的存在及其影响;7.总结本堂课的基本内容;8.布置作业。
潍坊学院机电系讲稿专用纸如车轮上的点P的运动,如果以地面作为参考系,点的轨迹是旋轮线,而如果以小车作为参考系,点的轨迹则是一个圆。
相对于地面是直线运动,相对于旋转的工件,是,因此,车刀在工件的表面上切出螺旋线。
在实际问题中,往往不仅要知道物体相对地球的运动,而且有时要知道被观察物体相对于地面运动着的参考系的运动情况。
例如在运动着的飞机、车船上观察飞机、车船潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸动系上与动点相重合的点相对于定系的速度、加速度称为牵连速度、牵连加速度。
6. 动点和动系的选择基本原则:(1)动点对动系要有相对运动。
(2)动点的相对运动轨迹要明确、容易确定。
具体选择方法:(1)选择持续接触点为动点。
(2)对没有持续接触点的问题,一般不选择接触点为动点。
根据选择原则具体问题具体分析。
实例见PPT。
潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸内的绝对位移绕固定轴O limlim11M M MM '+='M M MMM M '+='11潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸在定系和动系中的矢径分别用r 和r ′表示。
k z j y i x r r ''+''+''+='r潍坊学院机电系讲稿专用纸和为未知量,暂设潍坊学院机电系讲稿专用纸当牵连运动是定轴转动时,动点的绝对加速度并不等于牵连加速度与相对加速之矢量和。
牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理和角加速度α 绕定系Oxyz 的轴z 转动;动系)分析动系的单位矢量k j i''',,对时间的一阶导数以角速度e ω绕定轴z 转动,则角速度矢e ω沿潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸0=r v ③ r e v//ω r e v⊥, 此时 e k a =ω2是由于牵连运动和相对运动的相互影响而产生的潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸潍坊学院机电系讲稿专用纸。
牵连运动为转动时的加速度合成定理一、教学目标:1. 让学生理解牵连运动的概念,掌握牵连运动的基本性质。
2. 让学生了解转动加速度的合成定理,能够运用定理解决实际问题。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和动手能力,提高学生解决物理问题的综合素质。
二、教学内容:1. 牵连运动的概念及其分类。
2. 牵连运动的基本性质。
3. 转动加速度的合成定理。
4. 转动加速度合成定理的应用实例。
5. 转动加速度合成定理在实际问题中的应用。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:牵连运动的概念、性质及转动加速度合成定理的应用。
2. 教学难点:转动加速度合成定理的推导和应用。
四、教学方法:1. 采用讲授法,讲解牵连运动的概念、性质和转动加速度合成定理。
2. 采用演示法,通过物理实验和动画演示,让学生直观地理解转动加速度的合成过程。
3. 采用问题驱动法,引导学生主动思考、探究和解决问题。
4. 采用案例教学法,分析实际问题,培养学生解决实际问题的能力。
五、教学准备:1. 教学课件:制作包含牵连运动、转动加速度合成定理等内容的教学课件。
2. 实验器材:准备相关的物理实验器材,如小车、滑轮、砝码等。
3. 动画素材:收集有关转动加速度合成的动画或视频素材。
4. 练习题:编写相关练习题,以便课后巩固所学知识。
六、教学过程:1. 导入:通过一个简单的物理实验,让学生观察和体验牵连运动和转动加速度,激发学生的兴趣和好奇心。
2. 新课导入:介绍牵连运动的概念和分类,解释牵连运动的基本性质。
3. 转动加速度合成定理的推导:引导学生通过实验数据和观察,发现转动加速度的合成规律,并推导出合成定理。
4. 转动加速度合成定理的应用:通过实例分析,让学生学会运用合成定理解决实际问题,如计算物体的最终速度等。
5. 总结与拓展:总结本节课的主要内容和知识点,提出一些拓展问题,激发学生的思考和研究兴趣。
七、课堂练习:1. 根据牵连运动的概念,判断下列情况是否属于牵连运动。