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哈尔滨工业大学（威海）理论力学实验指导书张天伟力 学 实 验 室2018 年 05 月一、测量重心实验1、测量重心的重要性在地球表面附近的空间中，任何物体的各个质点都受到铅垂向下的地球引力作用，习惯称之为重力。
物体重力合力的作用点称为物体的重心。
物体的重心是力学和工程中的一个重要的概念，在许多工程问题中，物体重心的位置对物体的平衡或运动状态起着重要的作用。
如起重机的重心位置若超出某一范围，起重机工作时就会出事故；高速旋转的轴及其上各部件的重心如不在转轴轴线上，将引起剧烈振动而影响机器的寿命甚至发生事故；飞机、轮船及车辆的重心位置对他们运动的稳定性和可操控性也有极大的关系。
因此，测定物体重心的位置，在工程中有着重要的意义。
2、实验测量重心的方法及原理工程中经常遇到形状复杂或非均质的物体，此时其重心的位置可用实验方法确定。
另外，虽然设计时重心的位置计算的很精确，但由于在制造和装配时产生误差等原因，待产品制成后，其重心不在设计的范围内，也可以用实验的方法来进行重心的测定。
下面介绍两种常用的实验方法。
（1）悬吊法对于薄板形物体或具有对称面的薄零件，可将物体悬挂于任一点 A，待平衡时，设法标出线段 AB，根据二力平衡公理，重心必在此线上。
再将该物体悬挂于任一点 D，待平衡时，设法标出线段 DE，则两线段的交点 C 就是该物体的重心。
（2）称重法对于形状复杂、体积庞大的物体或由许多零件组成的物体系，常用称重法测定重心的位置。
假设物品的重心距一端的距离为 x c，为测定 x c的值，将物体一端置于台面上，一端置于磅秤上，读出磅秤的读数 F1；再将物体左右调换方向放置，读出磅秤读数 F2。
则物体的重量为：W= F1+ F2重心距离一端的距离为：3、学习目标理解重心的概念；掌握悬吊法与称量法测重心的方法；实测组合型钢试件与发动机连杆的重心位置。
4、实验工具设备及试件组合型钢挂件发动机连杆水平尺积木垫块电子秤5、实验步骤及数据处理1）顺时针旋转电源开关，打开试验台电源。
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==理论力学实验指导书篇一：理论力学实验指导书理论力学实验指导书机械工程学院力学教研室实验一刚体基本运动特性分析和机构认知实验一、实验目的1. 观察和动手组装几种常见的运动机构，增加学生对运动机构的感性认识，培养学生的动手能力，并激发学生的学习兴趣；2. 2.分析典型刚体的曲线平动与刚体的定轴转动的区别，加深对这两种刚体基本运动的认识；3. 3.初步认识刚体的平面运动，理解角速度的意义。
4．培养学生从机构模型中抽象运动机构的能力二、实验设备、仪器 1. 机构模型2.DJ-1型运动分析组合教具3.计算机运动分析软件三、实验原理 1.刚体平动(1)刚体平动时其上任一直线始终与原位置保持平行；平动刚体上各点的速度、加速度、轨迹相同；(2)刚体平动时可以归结为点的运动。
2.刚体定轴转动(1)刚体定轴转动时，其上有一固定不动的轴线，确定刚体在空间的位置用转角刚体转动快慢及方向用角速度和角加速度表示；表示，(2)定轴转动刚体除转轴上的点外，其余各点均作圆运动，可以选用自然坐标法研究各点的运动。
3.刚体的平面运动(1)刚体平面运动时，其上各点到某固定平面的距离始终保持不变，刚体平面运动可以简化为平面图形在其自身平面内的运动；2)刚体平面运动(可以分解为随基点的平动和相对基点的转动。
四、实验步骤1.刚体平动分析1.1在机构运动中观察刚体平动，并分析其上各点轨迹（至少画出二点的轨迹）。
1.2回答问题(可参看教材)(1)刚体平动时，其上任一直线始终与原位置___________，刚体上各点轨迹形状__________。
(2)用矢量法分析刚体平动时，其上各点速度、加速度的关系。
(3)归纳研究刚体平动的方法 2.刚体定轴转动分析2.1观察定轴转动刚体并分析其上各点轨迹（至少画出二点的轨迹）。
理论力学一 静力学(平衡问题)01力的投影与分力 02约束与约束力 03二力构件04平面汇交力系的简化 05力矩与力偶理论06平面一般力系的简化：主矢和主矩 07平面一般力系的平衡方程 08零杆的简易判断方法 09刚体系统的平衡问题 10考虑摩擦时的平衡问题01力的投影与分力 基本概念：刚体：在力的作用下大小和形状都不变的物体。
平衡：物体相对于惯性参考系保持静止或均速直线运动的状态 力的三要素：力的大小、方向、作用点。
集中力：力在物体上的作用面积很小，可以看做是一个作用点，单位：N 。
分布力：小车的重力均匀分布在桥梁上面，这种力称为分布力（也称为均布荷载），常用q 表示，单位N/m ，若均布荷载q 作用的桥梁的长度是L ，则均布荷载q 的合力就等于q ×L ，合力的作用点就在桥梁的中点位置。
力的投影和分力 1)在直角坐标系： 投影(标量)：cos x F F α= cos y F F β=分力(矢量)cos x F F i α=u u r r cos y F F j β=u u r r2)在斜坐标系： 投影(标量)：cos x F F α= cos()y F F ϕα=-分力(矢量)(cos sin cot )x F F F i ααϕ=-u u r rsin sin y F F j αβ=u u r r02约束与约束力约束：对于研究对象起限制作用的其他物体。
约束力方向：总是与约束所能阻止物体运动的方向相反，作用在物体和约束的接触点处。
约束力大小：通常未知，需要根据平衡条件和主动力求解。
(1)柔索约束：柔索约束：由绳索、皮带、链条等各种柔性物体所形成的约束，称为柔索约束。
特点：只能承受拉力，不能承受压力。
约束力：作用点位接触点，作用线沿拉直方向，背向约束物体。
(2)光滑面约束光滑面约束：由光滑面所形成的约束称为光滑面约束。
约束性质：只能限制物体沿接触面公法线趋向接触面的位移。
特点：只能受压不能受拉，约束力F 沿接触面公法线指向物体。
实验一求振动系统的刚度系数和固有频率一、实验目的：1、了解并掌握一维振动系统的刚度系数的测定；2、求取振动系统的固有频率；3、了解考虑弹簧质量时，对振动周期的影响并进行等效质量的计算。
二、实验设备和仪器1、TME—1理论力学多功能实验装置；2、100g砝码1个，200g砝码2个；3、砝码托盘一个；三、实验原理弹簧质量组成的振动系统，在弹簧的线性变形范围内，系统的变形和所受到的外力的大小成线性关系。
据此，施加不同的力，得到不同的变形，可以得到系统的刚度系数。
四、实验方法和步骤1、将砝码托盘钩挂在“弹簧质量系统”的塑料质量模型上2、记录此时塑料质量模型上指针所在的初始位置；3、将100g的砝码放置于砝码托盘上，读取指针的位置并做记录；4、按100g的增量变换砝码，直到砝码重量达500g，并记录相应的指针位置；5、在坐标上画出系统变形与砝码重量之间的关系曲线；6、计算振动系统的刚度系数和固有频率。
五、数据记录与处理12、系统固有频率的计算六、注意事项1、实验前，应通过调节弹簧固定端的调节螺栓使系统的模型保持水平；2、读数时眼睛应平视，以尽量减小读数误差；七、思考题1、在考虑弹簧质量的情况下，系统的等效质量是否等于塑料模型的质量加四根弹簧的质量？2、试分析系统的误差。
实验二、测定“空中输电线”模型的振幅与风速关系曲线一、实验目的1、了解风激励对空中输电线产生的振动响应,认识共振的危害性；2、了解模型的抽象结果；3、测取“空中输电线”模型的振动幅值与风激励速度之间的关系曲线二、实验仪器和设备1、TME—1理论力学多功能实验装置；2、“空中输电线”模型；3、调压器1只；4、风速仪1台；5、光电转速表1只。
三、实验原理“空中输电线”可以抽象为由弹簧和质量块组成的系统模型。
在风激励下，该系统将产生振动。
激励频率与风速有关，而系统振幅又与激励频率有关。
在不同的风速下，系统的振动频率是不同的。
当激励频率接近系统的固有频率时，系统将产生共振。
绪论一、理论力学研究的对象和内容理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。
但是，什么是机械运动呢？所谓机械运动就是物体空间位置随时间的变化。
（热运动，电磁运动，化学反应，生命过程等不属于机械运动）理论力学包括以下三个主要部分：1 静力学：研究物体平衡时所应满足的条件。
物体受力的分析方法及力系的简化等。
2 运动学：只以几何角度来研究物体的运动而不考虑引起运动的原因。
3 动力学：研究物体运动与作用力之间的关系。
理论力学属于古典力学范畴。
它以伽里略和牛顿的基本定律为基础，研究速度远小于光速的客观物体机械运动。
现在工程实际中的大量物体都可以由古典力学来很好的解决。
二.学习理论力学的目的1 工程专业一般都要接触机械运动问题。
有些问题就要用理论力学知识来解决。
2 理论力学是一些工程专业课的基础。
如：材料力学，机械原理，机械零件结构力学，弹性力学，塑性力学，流体力学，飞行力学，振动力学，断裂力学，生物力学，以及许多专业课。
3 理论力学研究方法与许多学科的研究方法有不少相同之处。
因此，掌握这些方法对其它课程的学习有很多好处。
4在自然界，体育运动，日常生活中有许多问题可用理论力学知识解释，解决。
静力学静力学是研究物体在力系作用下平衡条件的科学。
力系是指作用在物体上的一群力。
平衡是指物体相对于地面静止或作匀速直线运动。
在静力学中主要研究以下三个问题：1. 物体的受力分析：分析物体的受力个数.每个力的大小.方向和作用线的位置。
2. 力系的等效替换：将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来替换这两个力系互为等效力系，如用一个简单力系等效替换一个复杂力系，称为力系的简化。
3. 建立各种力系的平衡条件：研究物体平衡时，作用在其上的各种力系所需满足的条件。
满足平衡条件得力系称为平衡力系。
第一章静力学公理和物体的受力分析§1-1静力学公理一静力学基本概念1 刚体所谓刚体是这样的物体，在力的作用下其内部任意两点之间的距离始终保持不变。
实验一 求不规则物体的重心一、实验目的： 用悬吊法和称重法求出不规则物体的重心的位置。
二、实验设备仪器： ZME-1型理论力学多功能实验台，直尺、积木、磅秤、胶带、白纸等。
三、实验原理方法简述（一）悬吊法求不规则物体的重心适用于薄板形状的物体，先将纸贴于板上，再在纸上描出物体轮廓，把物体悬挂于任意一点 A ，如图1-1（a ）所示，根据二力平衡公理，重心必然在过悬吊点的铅直线上，于是可在与板贴在一起的纸上画出 此线。
然后将板悬挂于另外一点 B ，同样可以画出另外一条直线。
两直线的交点 C 就是重心， 如图 1-1（b ）所示。
F FABCWWA(a)(b)图 1-1（二）称重法求轴对称物体的重心对于由纵向对称面且纵向对称面内有对称轴的均质物体，其重心必在对称轴上。
ABWxCFN 1AWB F N 2xCl l (a)(b)图 1-2首先将物体支于纵向对称面内的两点，测出两个支点间的距离l ，其中一点置于磅秤上，由此可测得O，仍然保持中轴线水平，可测得B 处的支反力F N1 的大小，再将连杆旋转 180F 的大小。
重心距离连杆N2大头端支点的距离 x C 。
根据平面平行力系，可以得到下面的两个方程：FN1FN1lF N2W W x C0 根据上面的方程，可以求出重心的位置：x CF NFN11 lFN2四、实验数据及处理（一）悬吊法求不规则物体的重心ACB（二）称重法求对称连杆的重心。
a.将磅秤和支架放置于多功能台面上。
将连杆的一断放于支架上，另一端放于支架上，使连杆的曲轴中心对准磅秤的中心位置。
并利用积木块调节连杆的中心位置使它成水平。
记录此时磅秤的读数 F N1=1375gb.取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F J1=385gc.将连杆转180 ，重复 a 步骤，测出此时磅秤读数 F N2=1560gd.取下连杆，记录磅秤上积木的重量 F J1=0ge.测定连杆两支点间的距离l=221mmf.计算连杆的重心位置(1375 385) 221x 86mm 重心距离连杆大头端支点的距离x C =86mm 。
理论力学教学教案课件第一章：引言1.1 课程介绍理论力学的定义和研究对象课程目标和意义1.2 基本概念力学的基本定律和原理矢量和标量的概念1.3 坐标系和变换直角坐标系和正交坐标系坐标变换和速度、加速度的变换公式第二章：牛顿运动定律2.1 第一定律：惯性定律惯性的概念和定义定律的表达式和解释2.2 第二定律：动力定律力、质量和加速度的关系定律的表达式和应用2.3 第三定律：作用与反作用定律作用力和反作用力的概念定律的表达式和解释第三章：动能和势能3.1 动能动能的定义和表达式动能定理和动能的计算3.2 势能势能的概念和分类重力势能和弹性势能的计算3.3 机械能守恒定律机械能守恒的条件和判断守恒定律的应用和实例第四章：牛顿定律的拓展应用4.1 非惯性参考系非惯性参考系的定义和特点转动惯量和转动定律4.2 动力学方程牛顿第二定律的微分形式动力学方程的建立和解题方法4.3 外力作用下的运动外力作用下的运动规律变加速运动和抛体运动第五章：碰撞和刚体运动5.1 碰撞碰撞的基本概念和类型碰撞定律和碰撞能量的计算5.2 刚体运动刚体的定义和特点刚体转动的规律和计算5.3 刚体碰撞刚体碰撞的基本原理刚体碰撞问题的解决方法第六章：摩擦力6.1 摩擦力的概念摩擦力的定义和作用静摩擦力和动摩擦力的区别6.2 摩擦力的计算摩擦系数的含义和测定摩擦力的大小和方向的计算6.3 摩擦力的应用摩擦力在实际问题中的应用减小和增大摩擦力的方法第七章：转动定律7.1 转动和角动量转动的定义和描述角动量的概念和计算7.2 转动定律转动定律的表达式和解释转动惯量和转动动能的计算7.3 转动动能和角动量守恒转动动能和角动量守恒的条件守恒定律在实际问题中的应用第八章：振动和波动8.1 振动振动的定义和分类简谐振动的特点和方程8.2 波动波动的定义和分类波的速度和波的传播8.3 振动和波动的应用振动在工程和物理中的应用波动在声学和光学中的应用第九章：流体力学基础9.1 流体的性质流体的定义和分类流体的密度和粘度9.2 流体静力学流体静压力的概念和计算浮力和压力分布的计算9.3 流体动力学流体动压力的概念和计算流速和流体动能的计算第十章：结束语10.1 课程回顾理论力学的主要内容和知识点学习过程中的难点和重点10.2 理论力学在工程中的应用理论力学在机械工程中的应用理论力学在其他工程领域的应用10.3 学习建议和参考资料学习理论力学的方法和建议推荐的学习资料和参考书目重点和难点解析重点环节1：第一定律：惯性定律惯性的概念和定义：惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，与物体的质量有关。
第五章 摩 擦在前几章研究问题时我们都把物体表面看作是绝对光滑的，忽略了物体间的摩擦，实际上，完全光滑的表面是不存在的，有时摩擦还起着决定性的作用。
因此有必要加以考虑。
按物体间的运动情况，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩阻，下面分别加以介绍。
§5-1 滑动摩擦1. 静滑动摩擦力和静滑动摩擦定律。
当两个物体的接触表面间有相对滑动趋势，但尚保持相对静止，彼此作用着阻碍相对滑动的阻力，这种阻力成为静滑动摩擦力。
下面通过一个简单实验说明静摩擦力的特性：如图所示，当物块，绳的挽力就等于发麻平衡时的重量。
物块除受P Q ,力之外，还有N 与阻止其滑动的力F ，这个力就是静摩擦力，方向与0 F-Q=0 ∴ F=Q随Q 增大而增大，但是静摩物体相对运动趋势方向相反。
可见静摩擦力是一个切向约束反力，大小需由平衡条件确定。
即：∑=X 可见，F 这时静摩擦力和一般约束反力的共同性质。
擦力又有其自己的特点。
她不能无限增大，当Q 增大到一定数值时，物体处于将要滑动但尚未开始滑动的临界状态。
这时静摩擦力达到最大值，称为最大静摩擦力。
以max F 表示。
由以上可见，静摩擦力随主动力的改变而改变，但介于零与最大值之间。
即： max 0F F ≤≤大量实验表明，最大静摩擦力的方向与相对滑动趋势方向相反，其大小与两物体称为静摩擦系数，它是无名数，即没有量纲。
间的正压力（法向反力）成正比，即：fN F =max比例常数f以上关于最大静摩擦力的规律称为静摩擦定律，又称为库仑定律。
2. 物体之接触表面之间有相对滑动时，彼此间作用着阻碍其相对滑动滑动摩擦定律当两个相接触的动的阻力，称为动滑动摩擦力，简称动摩擦力，以F ′表示。
由实践和实验结果，得出以下动滑动摩擦的基本定律：1）动摩擦力的方向与接触物体间相对速度的方向相反；2）动摩擦力与接触物体间的正压力成正比。
即：N f F ′=′f ′称为动滑动摩擦系数，简称动摩擦系数。
可以认为是一个常数。
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4．培养学生从机构模型中抽象运动机构的能力二、实验设备、仪器 1. 机构模型2.DJ-1型运动分析组合教具3.计算机运动分析软件三、实验原理 1.刚体平动(1)刚体平动时其上任一直线始终与原位置保持平行；平动刚体上各点的速度、加速度、轨迹相同；(2)刚体平动时可以归结为点的运动。
2.刚体定轴转动(1)刚体定轴转动时，其上有一固定不动的轴线，确定刚体在空间的位置用转角刚体转动快慢及方向用角速度和角加速度表示；表示，(2)定轴转动刚体除转轴上的点外，其余各点均作圆运动，可以选用自然坐标法研究各点的运动。
3.刚体的平面运动(1)刚体平面运动时，其上各点到某固定平面的距离始终保持不变，刚体平面运动可以简化为平面图形在其自身平面内的运动；2)刚体平面运动(可以分解为随基点的平动和相对基点的转动。
四、实验步骤1.刚体平动分析1.1在机构运动中观察刚体平动，并分析其上各点轨迹（至少画出二点的轨迹）。
1.2回答问题(可参看教材)(1)刚体平动时，其上任一直线始终与原位置___________，刚体上各点轨迹形状__________。
(2)用矢量法分析刚体平动时，其上各点速度、加速度的关系。
(3)归纳研究刚体平动的方法 2.刚体定轴转动分析2.1观察定轴转动刚体并分析其上各点轨迹（至少画出二点的轨迹）。
《理论力学实验》讲义福州大学机械工程及自动化学院机械设计系《工程力学》组编二O O九年十一月前言科学和经济的发展，市场经济体系的建立，人才聘用的市场化，都对大学生的实际能力提出了很高的要求。
培养和训练大学生的分析问题、解决问题的能力，培养和训练大学生的实践动手能力，是课程建设和课程教学的基本目标，为此，我们突破长期以来《理论力学》课程教学无实验的状态，初步建设了理论力学实验室，开展了《理论力学》实践教学活动。
《理论力学实验》作为《理论力学》新教学体系的重要组成部分，目的是通过这样一组实践教学环节的实施，开阔学生的眼界，加强《理论力学》的工程概念，了解这门课程与工程实际的紧密关系，培养、锻炼学生的创新思维和科研能力。
大量与《理论力学》相关的产品和科研成果作为《理论力学实验》实践教学的内容，通过参观图片实物、实验演示以及学生自己观察、分析和动手实践达到实验的目的。
实验的结果考核将采取填写实验报告、撰写小论文和交习作的形式进行。
目前，《理论力学实验》主要包括三项内容：1、静力学、运动学和动力学创新应用实验。
2、动力学参数测定实验。
3、运动学和动力学计算机模拟仿真实验。
第一项实验 静力学、运动学和动力学创新应用实验一． 实验目的1、 通过大量工业产品和科技成果向学生展示《理论力学》的工程意义和工程应用，开阔学生的眼界。
2、 通过学生对大量工业产品和科技成果的观察分析，通过学生动手操作，加深对《理论力学》基本概念的理解，巩固力学分析方法的掌握。
3、 培养、训练学生的创新思维，提高、锻炼他们建立力学模型的能力。
二． 仪器设备 1、 挂图、照片。
2、 40余套产品、模型、设备和零部件。
三． 实验内容（一） 静力学部分（一）曲柄滚轮挤水拖把的受力分析与过程其计算简图如图2，应用虚位移原理可以得出D F 和B F 的关系。
]sincos1[sin22θθθOAABOAODOAFFBD-+⋅⋅⋅=二者的过程关系如下图：（二）桑塔那汽车用的千斤顶受力分析与自锁条件千斤顶受到平面汇交力系的作用，已知车重G ，容易求得1F 和2F 。
进一步，利用虚位移原理，可以求得手柄作用力F ：dM F G M F E =⋅=,δδ 当螺纹升角小于摩擦角（m ϕα<）时，千斤顶还将发生自锁现象：（三）膨胀螺钉的应用技术与约束反力分析如图，膨胀螺钉的约束反力是一空间力系：F越大，静摩擦力也越大。
之所以能固接在墙中，机理如图，N（四）管子钳的受力分析与剪刀钳的受力分析管子钳的设计充分利用了力学原理：（五）兔子挠骨抗扭强度测试仪——空间力偶等效理论的应用测试仪利用空间力偶等效理论，对下图的挠骨进行扭矩和转角的实验：得到二者的关系如图：其中右图为扭矩和愈合天数的关系曲线图。
（六）挖掘机部件的受力分析与求解各油缸的推力或拉力灵活、正确的选取研究对象是求解静力学问题的诀窍，如图所示的挖掘机受力分析：（七）静、动滑动摩擦因数的测定装置利用图示测定装置可以测定材料静、滑动摩擦因数：简化得到力学模型：利用临界条件和newton定律可以求得静、动摩擦因数。
（八）压延机的摩擦因数问题压延机的压延厚度和摩擦因数有关。
如图所示，要使得压延产生，必须使合力向右，进而可以求得厚度和因数的关系：剥毛豆机是一应用实例。
（九）滑动摩擦不自锁——自动关门的摇皮该设计同样应用了自锁原理，当升角（或倾角）不小于摩擦角时，机构无法实现静平衡。
（十）翻倒问题与起重机的稳定度这是典型的平面平行力系的平衡问题，利用临界条件，可以求出平衡块的限重和稳定度：（十一）螺旋压榨机或螺旋拔销爪利用虚位移原理，可以求出主动力M和反作用力F之间的关系：M r F αtan 1=其中：r 为螺旋半径，α为螺纹升角。
（十二）桁架在桥梁设计中的应用与计算工程实际中的桥梁设计广泛应用了理论力学的知识： A ．拱桥材料一般为脆性材料，单个构件受到平面汇交力系作用：B ．桁架结构桥构件受到平面汇交力系或一般力系的作用，应用节点法或截面法可以求解：下图为一跨珩架在自重和一般载荷作用下的受力图：C．悬索桥悬索上的每一个节点为一平面汇交力系作用点：D．斜拉桥E．公路桥必须指出，以上各种桥梁除了需要进行静力平衡分析外，还需要进行动力计算，如模态分析，固有频率计算等。
（十三）应力集中概念、空间杠杆原理和弯曲技术在磁砖切割机上的综合应用瓷砖切割机综合应用了材料力学中的应力集中、理论力学中的杠杆原理和弯曲技术：（二）运动学部分（一）计算机驱动器变角速度的控制驱动器中包含有涡轮蜗杆机构、摩擦传动和凸轮紧固等。
为保证线速度不变，在信号接受点不断变动的情况下，驱动器转盘的角速度也是时变的：（二）旋转式、往复式剃须刀的比较，曲柄框架机构与外壳振动控制的技术下图为剃须刀的示意图，其中包括可剃须区和不可剃须区：在电机转速为定值的情况下，根据切削速度和转速的正比关系容易确定出最佳效果的剃须区域。
应用曲柄框架机构，将电机转动变为刀片的平动，显然比上面的旋转式更为合理和有效：为了避免振动，可以采取两种方法：一是在曲柄上装偏心块；二是采用两排运动方向相反的动刀片。
（三）推土机的机构运动与分析其中OABC为一四连杆机构。
（四）多功能万花尺——刚体平面运动时，平面图形上各点有不同的轨迹小齿轮作平面运动，各个点的运动轨迹不同。
（五）剥线钳的运动特征机构把剥线的两个过程统一起来。
（六）跳“的嗒”舞（“踢踏舞”）音乐鞋的传动机构与运动分析跳舞鞋利用刚体定轴转动理论中的多级齿轮传动和凸轮传动，左右两只鞋的凸轮设计成相位差45度，即可实现“的嗒”节拍。
（七）绕线器的转速比与圈数指示器利用刚体定轴转动的角速度（转速）和齿数之间成反比的关系，容易实现圈数的计算。
（八）悬浮平衡与气流速度测定仪利用悬浮力和流速的关系可以实现悬浮平衡和物料输送，还可以测定流速。
（九）不可见轴转速的测定方法&来确定转动的角速度利用曲柄滑块机构把转动变为平动的特点，可以通过测定平动的加速度y&ω。
（十）评估房屋抗震特性的方法与分析通过安装加速度传感器的方法来模拟地震，进而设计减震器。
（三） 动力学部分（一）非均质发动机摇杆对轴转动惯量的等效方法A ． 均质圆盘转动惯量求法与误差分析理论值计算公式：221mr J oz =从线性振动微分方程推导，利用实测数据得出的计算公式：lmgr T J oz 22)2(π= 经过验证，摆长对于测量误差有重要影响（越长精度越高）。
B ． 等效方法在物体为非均质的情况下，如果（a ）、（b ）两者的质量和摆周期相同，则它们的转动惯量亦相同，而后一种情形的转动惯量是可以计算得到的。
C ．高科技上的拓宽应用（二）拳击机拳击力的标定方法——动力学普遍定理的综合应用与恢复系数利用动能定理、动量定理和碰撞理论中恢复系数的定义，可以求出拳击力和恢复系数：)cos 1(2)1(121210α-+⋅'+=gl m m m m gt e F m21128.08.0v v u u e e --=='（三）单自由度振动系统在工程中的应用A ．复摆应用在“小爬虫”上使一个贫困村致富B ．音乐的节拍器摆动周期和转动惯量的平方根成正比。
C．电视塔用一串单摆控制“风振”利用11个质量不同、摆长不同的单摆构成的频带同塔自身的一阶模态和气流风谱频带相仿，使得塔振动产生的能量由单摆消除，达到控制“风振”的目的。
D．扭振减振器控制曲轴振动减震器的频率设计和曲轴的频率一样，使得曲轴系统的部分能量转化为减震器的能量，从而减少了曲轴的震动，提高了使用寿命。
（四）汽车振动两自由度模型汽车在铅直平面内的振动可以简化为二自由度系统的模型：其两个主振型如图：（五）质点系动量定理的演示图示的弹性球系在理想情况下满足动能守恒和动量守恒：（六）振动电机及其在工程中的应用这是一种新型电机，它将动力源和振动源合在一起，能产生可变的激振力：以上是两种振动电机。
（七）平衡的四个问题A．静力不平衡B．静力平衡C．动力不平衡D．动力平衡（八）振动产生优美动听的音乐A．吉它琴的弦振动根据上图可以写出数理方程，进一步求出振动频率。
B．八音琴的梁振动利用势能－动能的相互转化和振动理论设计的八音琴：C．汽车喇叭的膜振动（九）隔振理论及各种隔振器A．确定性振动的隔振理论隔振的两种方法——主动隔振和被动隔振：B．各种减振器及应用四．实验要求：1、积极动脑、动手，观察、讨论。
2、每人至少完成1篇小论文。
论文要求WORD文档，AUTOCAD绘图，字数至少2000个汉字，A4纸打印。
期末考试之前交。
3、爱护实验室内所有仪器、设备、模型、实物。
4、论文格式：见附页第二项实验动力学参数测定实验一.实验目的1、加深对动力学参数的理解。
2、掌握动力学参数测定某些方法。
3、锻炼分析能力、实验方法设计能力和实验操作能力。
二.仪器设备1、多功能试验台。
2、常规测量仪器。
三.实验内容1、转动惯量的测定和误差分析。
2、固有频率的测定和分析。
3、求重心的实验方法。
4、四种载荷的区别和实验。
5、转子动平衡和动不平衡实验。
6、自激振动实验。
四. 实验要求1、认真观看“理论力学多功能实验台ZME－1型介绍”光盘，了解六个实验的具体内容、使用仪器及操作步骤。
做好实验前的准备工作。
2、自己动手操作实验。
3、认真填写实验报告。
4、爱护试验台和实验仪器、设备。
理论力学多功能实验台ZME －1型实验报告班级__________学号 ___________姓名____________日期____________一、实验前的准备工作1、 观看“理论力学多功能实验台ZME －1型介绍”光盘（约15分钟），了解六个实验的具体内容、使用仪器及操作步骤。
2、 观看理论力学实验（一）的喷墨板，了解六个实验的内容与方法。
二、按序进行六个实验，并记录数据（三学时左右）1、 求弹簧质量系统的固有频率已知：高压输电线模型的质量m=0.138(kg)，砝码规格分别为100克和200克。
计算：单自由度的等效刚度==l W k eq ∆/____________（N/m ） 固有振动频率==m k f eq o /21π____________（Hz ）2、 实验方法求重心（1） 悬吊法对组合型钢悬吊两次，图示出重心位置（2）设法对连杆水平搁置，用台秤称出连杆重量=+=21N N F F W _____(N) 求出连杆的重心=⋅=WlF x N C 1_________(cm)3、 用三线摆求圆盘的转动惯量，并示出线长l 对测量误差的影响已知：圆盘直径，D=100(mm)，厚度3.5=δ(mm)，材料比重5.7=γg/cm 3，吊线半径r=38mm 。
圆盘转动惯量的理论计算==2)2(21DM Jo __________________(kgm 2) 通过秒表测量三线摆周期，按公式l Mgr T J O 222⎪⎭⎫ ⎝⎛='π计算转动惯量O J '＝_______(kgm 2)4、 用等效方法求非均质发动机摇臂的 转动惯量选择误差可接受的三线摆线长（60cm ）， 已知等效用圆柱直径d ＝18mm ，高h ＝20mm ， 材料比重4.7=γg/cm 3，两个圆柱对中心轴转 动惯量的计算公式为])2(21[222s m mr Jo +=测量与两个圆柱等重的非均质发动机摇臂的扭振周期T '＝_______(s)应用上表及插入法，求得摇臂的转动惯量OJ '＝_______(kgm 2) 三、请简述通过这次实验的收获1、 如何利用现有的实验装置与配件，演示受迫振动？2、 四种不同载荷分别作用于同一座桥上时，哪一种最不安全？3、 分析发动机摇臂质心与轴心相距较大时，对实验精度的影响。
