2022-2023学年高二物理 加速度合成定理 竞赛课件(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理 加速度合成定理 竞赛课件(共12张PPT)

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加速度合成定理
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加速度合成定理
  加速度是否也如速度一样,绝对等于相对与牵连的矢量和呢
首先我们来分析一个例子。
运动学
  设一圆盘以匀角速度 绕定轴O顺
时针转动,盘上圆槽内有一点M以大
小不变的速度 vr 沿槽作圆周运动,那
么M点相对于定系的绝对加速度应是
多少呢?
3
解: 取凸轮上C点为动点,
动系固结于OA杆上,
定系固结于基座。   
绝对运动: 直线运动,
绝对速度:
相对运动: 直线运动,
相对速度:
牵连运动: 定轴转动, 牵连速度:

如图示。
根据速度合成定理
做出速度平行四边形
(  )
运动学
4
相对运动为匀速圆周运动,
(方向如图)
由速度合成定理可得出
运动学
选点M为动点,动系固结与圆盘上,
则M点的牵连运动为匀速转动
(方向如图)
即绝对运动也为匀速圆周运动,所以
方向指向圆心O点
5
运动学
分析上式: 还多出一项2 vr 。
可见,当牵连运动为转动时,动点的绝对加速度  并不等于牵连加速度  和相对加速度  的矢量和。那么他们之间的关系是什么呢? 2 vr 又是怎样出现的呢?它是什么呢?
下面我们就来讨论这些问题,推证点的加速度合成定理。
6
运动学
k'
j'
i'
A
z
y
x
O
rA
rO'
同理得另两式,合写为
一、动系单位矢量对时间的导数:
7
运动学
z'
y'
x'
ωe
O'
αe
M
r
r'
rO'
i'
j'
k'
O
y
x
动系:O'x'y'z',作定轴转动。
动点:M点。
定系:Oxyz。
先讨论:

代入,得
二、相对速度对时间的导数:
8
运动学
三、牵连速度对时间的导数:
再讨论:
其中
z'
y'
x'
ωe
O'
αe
M
r
r'
rO'
i'
j'
k'
O
z
y
x
9
运动学

——科里奥利加速度,简称科氏
加速度(Coriolis acceleration )
  动点在某瞬时的绝对加速度等于该瞬时它的牵连加速度、相对加速度与科氏加速度的矢量和。
点的加速度合成定理:
  可以证明,当牵连运动为任何运动时上式都成立,它
是点的加速度合成定理的普遍形式。
四、加速度合成定理:
10
运动学
科氏加速度
ωe
vr
ac
θ
方向按右手法则确定。
当ωe和vr平行时(θ=0 或180 ),ac=0。
当ωe和vr垂直时,ac=2ωevr。
 当牵连运动为平动时,ωe=0,则ac=0,即绝对加速度等于相对加速度与牵连加速度的矢量和。
大小为:
11
D
A
B
C
解:点M1的科氏加速度         
垂直板面向里 。
 
运动学
[例1] 矩形板ABCD以匀角速度 绕固定轴 z 转动,点M1和点M2分别沿板的对角线BD和边线CD运动,在图示位置时相对于板的速度分别为  和  ,计算点M1 、 M2的科氏加速度大小, 并图示方向。
 点M2 的科氏加速度
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解:取杆上的A点为动点,
动系与凸轮固连。
运动学
[例2] 已知:凸轮半径 
求:j =60o时, 顶杆AB的加速度。

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