工程力学第三章-课件.ppt

1、第三章 圆周运动和定轴转动第一节第一节 圆周运动圆周运动想一想想一想 在盘山公路的转弯处，外侧路面都高于内侧路面，为稍有倾斜的横坡，这有什么道理？一、向心加速度 永远与速度垂直而指向圆心，只改变速度的方向，而不改变速度的大小。2aR二、向心力 其方向与向心加速度一致，指向圆心。不存在独立的“向心力”。2FmamR图3-1 例3-1题图 例3-1一质量为1kg的石块系于细绳的一端，其另一端用手拉住，使石块以v=6m/s的速度在平滑桌面上作匀速圆周运动，如图3-1所示，求绳所需的拉力。设绳长为1.2m。例3-1一质量为1kg的石块系于细绳的一端，其另一端用手拉住，使石块以v=6m/s的速度在平滑桌

2、面上作匀速圆周运动，如图3-1所示，求绳所需的拉力。设绳长为1.2m。2FmamR2611.230N解：例3-2 如图3-2a所示，一质量为2000kg的轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面。当车行至桥面最高点时，其速度大小为v=40km/h，问汽车对桥面的压力为多少（g取9.8ms-2）？图3-3 例3-2题受力图解：取汽车为研究对象，画受力图（图3-3）。322440 102000()36002000 9.81.7 10100NvFmg mNR所求压力车过拱桥 圆弧凸面朝上的桥面使汽车对桥面压力减小。失重现象图3-3 例3-2题受力图 汽车行驶在圆弧凹面朝上的桥面，汽车对桥面压力将超

3、过自身重量，如图3-2b所示，这就是超超重重现象。（a）拱形路 （b）凹面路图3-2 车过不同圆弧形路面示意图WW汽车转弯一图3-4 汽车转弯受力图汽车转弯二图3-5 汽车转弯车轮轨迹示意图由汽车转弯车轮轨迹 两前轮相对车架，内轮转角大于外轮转角。内、外后轮的运动轨迹为同心圆，内轮速度小于外轮速度。内侧两轮存在内轮差。离心调速器图3-6 离心调速器示意图离心泵图3-7 离心泵示意图离心作用图3-8 在水平路面上汽车转弯受力情况示意图周期和频率 周期是描述匀速圆周运动快慢的物理量，用符号T表示。周期的倒数叫做频率，用符号f表示。第三章 圆周运动和定轴转动第二节第二节 刚体定轴转动刚体定轴转动图3

4、-9 轿车仪表台转动是物体两个最基本的运动形式之一图3-10曲轴装入发动机机体刚体的绕定轴转动，简称刚体的转动速度（a）最高车速不得超过每小时120公里标志（b）最高车速不得超过每小时60公里标志图3-11道路限速标志角速度A A图3-12顶起车桥检查车轮图3-13 刚体转动角速度示意图角速度t2 nn6030 180=rad(逆时针为正，顺时针为负)线速度 想一想：在汽车维修中，如果修理工错将比原装还大的车轮装上车，一样的驾驶，车速是快了还是慢了？图3-14 大小车轮线速度对比示意图线速度图3-15刚体转动线速度示意图l用线速度来表示转动刚体上任意一点运动快慢的程度。lvr转动惯量 想一想：

5、以中餐桌上的转盘为例，放同样一盆菜在转盘中心，或者转盘边缘，欲转动转盘，哪个更容易一些？图3-16 中餐桌上的转盘转动惯量 转动惯量是度量刚体转动惯性大小的物理量。它不仅与刚体质量m大小有关，而且与质量分布至转轴Z的距离r有关。2ziiImr图3-17 飞轮实物照片静平衡（a）（b）图3-18 自行车静不平衡示意图动平衡(c)图3-19 汽车车轮动不平衡示意图动平衡（a）车轮动平衡示意图 （b）车轮上平衡块实物图图3-20 汽车车轮的动平衡减法平衡法图3-21 发动机飞轮减法平衡法示意图加法平衡法图3-22 传动轴动平衡贴片示意图功率 想一想：请从节能的角度分析，为什么要发展公共交通？图3-2

6、3a 铰接客车图3-23b 轿车功率 力在单位时间内所作的功，称为功率，用P表示。P=Fv =M 图3-24a 上坡时两仪表指示值图3-24b 平坦路时两仪表指示值功率 例3-3题 某型号汽车发动机的额定功率为60kW，在水平路面上行驶时受到的阻力是1800N，求在发动机额定功率下汽车匀速行驶的速度。在同样阻力下，如果行驶速度只有54km/h，发动机输出的实际功率是多少？解60000/33.3/1900Pvm sm sF=120km/h以v=54km/h=15m/s行驶，发动机输出的实际功率P=Fv=180015=27kW功率、转速和转矩之间的关系9500PMn机械中最基本原理之一降速增扭、增速减扭机械效率（a）子午线胎 （b）普通斜交胎图3-25不同结构轮胎变形示意图机械效率螺旋传动带传动链传动齿轮传动 摩擦传动 液压传动滑动滚动同步带三角带30-40%90%95-98%80-95%94-96%95-99%80-85%80-96%P100%P输出输入表3-2 汽车（维修）中各种传动方式的机械效率机械效率图3-27 齿轮传动图3-26 滑动螺旋传动