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绪章绪论
本节主要介绍了理论力学的研究内容、研究方法、学习目的、学习方法及参考资料等内容
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●0.1绪论
本节主要介绍了理论力学的研究内容、研究方法、学习目的、学习方法及参考资料等内容
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第一章静力学公理和物体的受力分析
本章主要内容包括:(1)力、刚体、约束的概念;(2)力的平行四边形法则、二力平衡条件、三力平衡汇交定理、作用与反作用定律;(3)各种常见约束类型、特点及其约束力的画法;(4)构件的受力图。
重点:约束的概念、光滑铰链约束的特征;单个物体和物体系进行受力分析。
难点:约束的概念、光滑铰链约束的特征,物体系受力分析。 -
●1.1静力学绪论
本节主要介绍了静力学中的基本概念及静力学的主要研究内容。
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●1.2静力学公理
本节主要介绍力的平行四边形法则、二力平衡条件、加减平衡力系原理、刚化原理及力的可传性和三力平衡汇交定理。
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●1.3约束和约束力
本节主要给出自由自、非自由体、约束、约束力几个基本概念,重点介绍光滑接触面约束、柔索约束、光滑圆柱铰链约束、可动铰支座约束。
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●1.4物体的受力分析和受力图
本节主要介绍受力分析图的画法及注意事项。
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●1.5力学模型与力学简图
本节主要给出工程问题力学计算模型简化的相关问题。
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●1.6小结
本节主要对第一章静力学公理和物体的受力分析进行小结。
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第二章平面力系
本章主要内容包括:(1)平面汇交力系合成的几何法(力多边形法则);(2)力在坐标轴上的投影及平面汇交力系的平衡条件与平衡方程;(3)平面力对点之矩、力偶的概念及性质;(4)力偶系的合成与平衡条件;(5)力的平移定理;(6)主矢、主矩的概念及平面任意力系的简化方法及简化结果;(7)平面任意力系的平衡方程及应用平衡方程解决平衡问题的方法;(8)静定和超静定的基本概念;(9)物体系统平衡的计算方法;(10)平面静定桁架内力计算的节点法和截面法。
重点:平面任意力系平衡的解析条件;平衡方程的各种形式;物体及物体系平衡问题的解法。
难点:物体系平衡问题的解法。 -
●2.1平面汇交力系
主要介绍使用几何法和解析法将平面汇交力系合成,并给出其平衡的几何条件和解析条件。
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●2.2平面力对点之矩 平面力偶
主要给出力对点之矩的物理意义、计算方法及合力矩定理;讲解力偶、力偶矩、力偶的性质及等效定理;并将力偶系合成、给出其平衡条件。
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●2.3平面任意力系的简化
本节首先介绍力的平移定理,然后将平面任意力系简化合成,并对简化结果进行分析,证明合力矩定理。在力系简化的基础上,讲解了分布载荷和固定端约束。
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●2.4平面任意力系的平衡条件和平衡方程
本节给出了平面任意力系平衡条件,提供了平衡方程的三种形式;分析了每一种形式平衡方程的成立条件;利用平衡方程求解物体的平衡问题。最后根据平面任意力系的简化结果,分析了平面平行力系的合成结果及平衡条件。
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●2.5物体系的平衡 静定和超静定问题
介绍了静定和超静定的概念及判定的方法。重点讲解了物体系统平衡问题。
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●2.6平面简单桁架的内力计算
本节在介绍平面桁架相关概念的基础上,给出了平面简单桁架杆件内力计算的节点法和截面法。
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●2.7小结
本节主要对第二章平面力系进行小结。
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第三章空间力系
本章主要内容包括:(1)力在空间坐标轴上的投影;(2)空间力对点之距及空间力偶的概念及性质;(3)力对点之距和力对轴之矩的关系及其计算方法;(4)空间汇交力系和空间力偶系的平衡条件及平衡方程;(5)空间任意力系的简化方法及简化结果;(6)空间约束性质及约束力的画法;(7)空间任意力系平衡的计算方法;(8)空间平行力系中心和重心的概念;(9)重心的计算方法。
重点:力在空间直角坐标轴上的投影和力对轴之矩;空间汇交力系、空间任意力系、空间平行力系平衡方程的应用;重心的坐标公式。
难点:空间矢量的运算;空间结构的几何关系和立体图 -
●3.1空间汇交力系
本节将平面力系的概念进行引申推广,给出了空间汇交力系的简化结果及平衡条件。
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●3.2空间力对点的矩和力对轴的矩一
本节讲解了空间的力对点之矩及力对轴之矩的概念、计算方法及它们之间的关系。
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●3.3空间力对点的矩和力对轴的矩二
本节讲解了空间的力对点之矩及力对轴之矩的概念、计算方法及它们之间的关系。
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●3.4空间力偶
本节讲解了空间力偶的矢量表示、空间力偶的等效定理、空间力偶系的合成及平衡条件、空间力偶系的平衡方程等内容。
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●3.5空间任意力系简化
本节对空间任意力系进行简化,对简化结果进行分析,给出了合力矩定理。
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●3.6空间任意力系的平衡方程
本节首先给出了空间任意力系的平衡方程,接着介绍了常见的空间约束,对空间力系平衡问题实例进行了分析。
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●3.7物体的重心
本节介绍了平行力系中心和重心的概念,给出了固体物体重心的测定和计算方法。
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●3.8小结
本节主要对第三章空间力系进行小结。
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第四章摩擦
本章主要内容包括:(1)静摩擦力、静滑动摩擦定律、最大静摩擦力、静摩擦因数、动摩擦力、动滑动摩擦定律、动摩擦因数、摩擦角和自锁现象的概念;(2)考虑摩擦时物体的平衡问题;(3)滚动摩阻的概念。
重点:静摩擦力和最大静滑动摩擦力;动滑动摩擦定律;考虑摩擦时物体的平衡问题;平衡的临界状态和平衡范围;考虑摩擦时物体系的平衡。
难点:用摩擦角解物体平衡问题;含多处摩擦的物体系的平衡问题 -
●4.1滑动摩擦
本节给出了滑动摩擦的相关概念,及滑动摩擦力的计算方法。
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●4.2摩擦角和自锁现象
本节介绍了全约束力和摩擦角的概念,分析了自锁和非自锁现象,列举了摩擦角的工程应用。
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●4.3考虑摩擦时物体的平衡问题
本节举例说明了摩擦问题的求解方法。
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●4.4滚动摩阻的概念
本节给出了滚动摩阻的概念、计算方法,并举例说明了考虑滚动摩阻影响的问题的求解方法。
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●4.5小结
本节主要对第四章摩擦进行小结。
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第五章点的运动学
本章主要内容包括:(1)点的运动方程、速度、加速度的矢量表示;(2)点的速度、加速度在直角坐标轴上的投影;(3)自然轴系的概念;(4)点的速度、加速度在自然轴上的投影;(5)研究点的运动学的三种方法之间的联系及其适用条件。
重点:点的曲线运动的直角坐标法;点的运动方程;点的速度和加速度在直角坐标轴上的投影;点的曲线运动的自然法;点沿已知轨迹的运动方程;点的切向加速度和法向加速度。
难点:矢量求导及自然轴系的概念 -
●5.1运动学绪论
本节主要介绍了运动学中的基本概念、研究内容和研究方法。
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●5.2矢量法 直角坐标法 自然法
本节主要介绍了如何用矢量法来表示点的运动轨迹、速度、加速度;如何用直角坐标法来表示点的运动轨迹、速度、加速度;自然轴系的概念,并用自然法描述运动轨迹已知的点的速度、加速度。
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●5.3小结
本节主要对第五章点的运动学进行小结。
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第六章刚体的简单运动
本章主要内容包括:(1)刚体平移和定轴转动的基本概念以及运动模型简化;(2)刚体作定轴转动的运动方程、转角、角速度、角加速度以及点的速度和加速度的计算方法;(3)轮系的传动比;(4)以矢量表示角速度和角加速度及以矢积表示点的速度、加速度的方法。
重点:刚体平移及其运动特征;刚体的定轴转动;转动方程;角速度;角加速度;定轴转动刚体上任一点的速度和加速度。
难点:刚体的定轴转动;转动方程;角速度和角加速度。 -
●6.1刚体的平行移动
本节主要介绍了刚体平移的概念及平移刚体运动时其上各点速度、加速度和运动轨迹的特点。
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●6.2刚体绕定轴的转动
本节主要介绍了刚体定轴转动的概念及其转动的描述方法,具体包括运动方程、角速度和角加速度等。
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●6.3转动刚体内各点的速度和加速度
本节主要介绍了定轴转动刚体上各点的运动轨迹、速度、加速度等的计算方法。
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●6.4轮系的传动比
本节主要讲解了齿轮和带轮传动的传动比的概念及计算方法。
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●6.5以矢量表示角速度和角加速度、以矢积表示点的速度和加速度
本节主要介绍了如何用矢量表示定轴转动刚体的角速度和角加速度,并用矢积表示定轴转动刚体上点的速度和加速度。
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●6.6小结
本节主要对第六章刚体的简单运动进行小结。
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第七章点的合成运动
本章主要内容包括:(1)合成运动、牵连点以及三种运动中速度和加速度的基本概念;(2)动点、动系的选择方法;(3)应用速度合成定理求解合成运动的速度问题;(4)科氏加速度的概念及计算方法;(5)应用加速度合成定理求解合成运动的加速度问题。
重点:运动的合成与分解;点的速度合成定理;加速度合成定理及应用。
难点:牵连点、牵连速度的概念;动点、动系的选择和相对运动的分析;科氏加速度的概念;牵连运动为定轴转动时的加速度合成定理。 -
●7.1绝对运动、相对运动与牵连运动
本节重点分析了合成运动中的绝对运动、相对运动和牵连运动的概念,并给出了相关轨迹、速度、加速度的定义。
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●7.2点的速度合成定理
本节推导了点的合成运动的速度合成定理,并通过例题说明动点、动系选取的原则。
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●7.3点的加速度合成定理(一)
本节推导得到了牵连运动是平移时的点的加速度合成定理,并举例说明其分析方法。
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●7.4点的加速度合成定理(二)
本节推导得到了牵连运动是定轴转动时的点的加速度合成定理,给出了科氏加速度的概念和计算方法,并举例说明此类问题的分析方法。
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●7.5小结
本节主要对第七章点的合成运动进行小结。
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第八章刚体的平面运动
本章主要内容包括:(1)刚体平面运动的概念、刚体平面运动模型简化、运动方程以及运动分解方法;(2)求平面图形任一点速度的基点法、速度投影法和速度瞬心法;(3)平面图形内各点加速度分析的基点法。
重点:以运动的分解与合成为出发点,研究求平面图形上各点速度的基点法;求平面图形上各点的速度瞬心法;以运动的分解与合成为出发点,研究求平面图形上各点的加速度的基点法。
难点:正确理解平面运动分解为随基点的平移和绕基点的转动时,选基点的意义和相对基点转动的运动特征;瞬心的确定;运动分析。 -
●8.1刚体平面运动的描述
本节给出了刚体平面运动的概念,并将其分解为随基点的平移与绕基点的转动。重点说明了随基点平移与绕基点转动与基点选择的关系。
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●8.2基点法求解平面运动中点的速度
本节给出了求平面运动图形上各点速度的基点法,并由基点法得到了速度投影定理。
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●8.3瞬心法求解平面运动中点的速度
本节主要给出了求平面图形内各点速度的瞬心法。重点介绍了瞬心的确定方法。
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●8.4基点法求解平面运动中点的加速度
本节介绍了平面运动图形内各点加速度计算的基点法。
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●8.5小结
本节主要对第八章刚体的平面运动进行小结。
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第九章质点动力学的基本方程
本章主要内容包括:(1)质点动力学基本定律;(2)质点动力学第一类问题以及质点动力学第二类问题的解法。
重点:建立动力学基本方程的方法。
难点:动力学第二类问题的求解方法。 -
●9.1动力学绪论
本节主要介绍了动力学的相关概念及其研究对象、研究内容。
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●9.2动力学的基本定律
本节主要介绍了惯性定律、力与加速度之间关系的定律、作用与反作用定律(牛顿三定律)。
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●9.3质点的运动微分方程
本节主要介绍了如何利用牛顿第二定律求解动力学两类基本问题(已知力求运动和已知运动求力)。
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●9.4小结
本节主要对第九章质点动力学的基本方程进行小结。
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第十章动量定理
本章主要内容包括:(1)动量和冲量的概念;(2)质点和质点系动量、质心坐标的计算方法;(3)质点、质点系的动量定理和动量守恒定律、质心运动定理;(4)利用动量定理解决动力学的两类问题。
重点:质点系的动量和质心运动定理。
难点:流体的动压力。 -
●10.1动量与冲量
本节主要给出了动量和冲量的概念及其计算方法。
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●10.2动量定理
本节主要介绍了质点和质点系的动量定理,给出了动量守恒定律,推导了欧拉动水反力计算公式。
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●10.3质心运动定理
本节在介绍质心概念及质心计算方法的基础上,推导给出了质心运动定理,并由此得到质心运动守恒定律。
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●10.4小结
本节主要对第十章动量定理进行小结。
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第十一章动量矩定理
本章主要内容包括:(1)质点、质点系动量矩的概念及转动惯量的概念;(2)动量矩和刚体转动惯量的计算方法;(3)刚体对定点动量矩和对质心动量矩的关系;(4)质点和质点系的动量矩定理和动量矩守恒定律、刚体定轴转动和平面运动的微分方程并能运用方程解决动力学的两类问题。
重点:质点系的动量矩和转动惯量;质点系的动量矩定理。
难点:相对质心的动量矩定理。 -
●11.1质点和质点系的动量矩
本节给出了动量矩的概念及其计算方法。重点是平移和定轴转动刚体动量矩的计算。
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●11.2动量矩定理
本节推导得到了质点和质点系的动量矩定理、分析了动量矩守恒的情况。
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●11.3刚体绕定轴转动微分方程
本节针对定轴转动刚体,由动量矩定理得到了刚体绕定轴转动微分方程。
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●11.4刚体对轴的转动惯量
本节重点讲解了转动惯量计算的方法。
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●11.5质点系相对质心的动量矩定理
本节首先讲解了平面运动刚体动量矩的计算方法,然后推导得到了相对于质心的动量矩定理。
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●11.6刚体的平面运动微分方程
本节根据前面的分析结论直接给出了刚体平面运动微分方程,并举例说明了利用刚体平面运动微分方程求解刚体平面运动动力学问题。
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●11.7小结
本节主要对第十一章动量矩定理进行小结。
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第十二章动能定理
本章主要内容包括:(1)能量方法和动量方法在解题中的区别和联系;(2)各种力的功、质点的动能、质点系的动能、功率、势能、势力场的概念;(3)功的计算、质点及质点系动能的计算、动能定理、功率方程、机械能守恒定律;(4)动力学普遍定理的综合运用。
重点: 力的功和物体动能的计算;动能定理的应用;功率方程和机械能守恒定律的应用。
难点:综合应用动力学基本定理。 -
●12.1力的功
本节给出了力的功的概念及常见的力的功的计算方法。
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●12.2质点和质点系的动能
本节主要介绍了质点和质点系动能的计算,重点掌握平移刚体、定轴转动刚体和平面运动刚体的动能的计算。
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●12.3动能定理
本节介绍了质点和质点系的动能定理,并通过具体实例说明动能定理的解题方法。
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●12.4功率、功率方程、机械效率
本节主要介绍了功率、功率方程、机械效率的相关概念。
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●12.5势力场、势能、机械能守恒定律
本节主要介绍了势力场、势能的相关概念,讲解了机械能守恒定律。
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●12.6小结
本节主要对第十二章动能定理进行小结。
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第十三章达朗贝尔原理
本章主要内容包括:(1)惯性力的概念;(2)质点和质点系达朗贝尔原理;(3)刚体惯性力系的简化结果及应用;(4)绕定轴转动刚体的轴承动反力。
重点:惯性力的概念;平移、定轴转动和平面运动刚体惯性力系的简化;达朗贝尔原理;用达朗贝尔原理求解动力学问题。
难点:惯性力系的简化;惯性积和惯性主轴的概念。 -
●13.1惯性力、质点的达朗贝尔原理
本节主要介绍了惯性力的概念及质点的达朗贝尔原理。
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●13.2质点系的达朗贝尔原理
本节主要介绍了质点系的达朗贝尔原理。
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●13.3刚体惯性力系的简化
本节重点给出了平移、定轴转动和平面运动刚体惯性力系简化结果。
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●13.4绕定轴转动刚体的轴承动约束力
本节主要给出了定轴转动刚体轴承动约束力的相关概念及动约束力的计算,最后给出了静平衡和动平衡的调试方法。
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●13.5小结
本节主要对第十三章达朗贝尔原理进行小结。
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第十四章虚位移原理
本章主要内容包括:(1)各种约束分类及广义坐标的概念;(3)虚功和虚位移的概念;(3)虚位移原理的基本方法;(4)虚位移原理的工程运用。
重点:约束、虚位移、虚功的概念;虚位移原理求解静力学问题的方法。
难点:虚位移原理求解静力学问题的方法 -
●14.1约束、虚位移、虚功
本节主要分析静力学中约束的概念、约束的分类方法、虚位移的概念、虚功的概念及理想约束的定义。
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●14.2虚位移原理
本节主要给出了虚位移原理并利用其求解两类静力学问题。
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●14.3小结
本节主要对第十四章虚位移原理进行小结。
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第十五章碰撞
本章主要内容包括:(1)碰撞问题的特征、瞬时力、撞击中心的概念;(2)碰撞问题的基本假设、对心碰撞、碰撞问题的动力学方程;(3)定轴转动刚体的碰撞问题。
重点:碰撞问题的特征、瞬时力、撞击中心的概念;定轴转动刚体的碰撞问题。
难点:定轴转动刚体的碰撞问题。 -
●15.1碰撞的特征及碰撞问题的简化
本节主要介绍了碰撞的特征及碰撞问题的简化方法。
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●15.2用于碰撞过程的基本定理
本节主要介绍了用于碰撞过程的基本定理。
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●15.3质点对固定面的碰撞 恢复系数
本节主要介绍了质点对固定面的碰撞问题,并给出了恢复系数概念及计算方法。
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●15.4撞击中心
本节主要给出了撞击中心的概念及确定方法。
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●15.5小结
本节主要对第十五章碰撞进行小结。