理论力学实验指导书（精）.doc

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****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 -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表示, 刚体转动快慢及方向用角速度和角加速度表示; (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 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)。 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 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)。 回答问题(可参看教材) (1) 确定定轴转动刚体在空间的位置和描述刚体转动快慢的物理量。转动方程__________ (画图表示) 角速度_________ 角加速度___________ (2) 用自然坐标法,分析刚体上任一点 M 的速度、加速度。运动方程_______ (画图表示) 速度_________ (画出速度分布图) 加速度____________ __________ ______________ _________ (画出加速度分布图) 3 .由图 1 和图 2 分析平行四连杆机构中 AB 杆的曲线平动和定轴转动的区别。在 AB杆上至少画出三点的轨迹并表示出画轨迹的方法。 4. 初步认识刚体的平面运动 观察刚体平面运动 回答问题(1) 刚体平面运动时,存在一固定平面,使其上各点到某一固定平面的距离始终保持________, 刚体平面运动的力学模型可简化为__________ (2) 平面运动刚体上任一直线与原位置________ ,平面运动刚体上各点轨迹形状________ (3) 平面运动可分解为_________ 5. 机构运动分析和抽象机构运动简图 选择 2~3 种机构模型( 自选,其中至少有一种机构包括有刚体平动、定轴转动、平面运动) ,画出其运动简图,并指出各构件在作何种运动 DJ-1 型小型化组合教具,组装出 2 种机构运动,其中至少有一种机构包括以上三种刚体基本运