2.7.刚体动力学的基本概念(参阅教材§4.4.-§4.9.) 1.刚体是一种特殊的质点系,质点系动力学的研究方法也适用于刚体,把动力学的三大定理 应用到刚体,所得结果就是111页(4.1.)(4.2.)和(4.3.)。由于刚体的自由度是6,三大 定理有七个方程,取其中六个方程就足以决定刚体的运动了。 鉴于刚体内部约束的特点(任意两质点间的距离保持不变),内力所作的功为零(证明见后) 动能定理(4.3)式已经得到化简;内势能一般取决于各对质点间的距离(而与相对的取向无关),因 而内势能也是常数,可以不予考虑(相当于调整计算势能的零点,使内势能为零) 刚体内力所作功为零的证明: F=F,F,是质点j作用于质点i的力,沿这两个质点的连线,满足F=-F 因而可表为F=n(-),(=):于是可计算成对内力所做的元功:

普遍定理的综合应用 质点系的动量定理(质心运动定理)、动量矩定 理和动能定理统称为动力学普遍定理。动力学普 遍定理给出了描述质点系整体运动特征的物理量 (动量、动量矩和动能)与度量力对系统的作用效 应的物理量(力系的主矢和主矩、力的冲量和力的 功)之间的定量关系。动量定理(质心运动定理)和 动量矩定理为矢量形式而动能定理为标量形式。 动力学普遍定理的优越性主要体现在研究比较 复杂的系统动力学问题

第一章 质点运动学 第二章 动量守恒 质点动力学 第三章 能量守恒定律 第四章 角动量守恒 刚体转动 第五章 连续体力学 第六章 振动和波 第七章 万有引力 第八章 相对论（时空、动力学）

第一章 质点运动学 第二章 动量守恒 质点动力学 第三章 能量守恒定律 第四章 角动量守恒 刚体转动 第五章 连续体力学 第六章 振动和波 第七章 万有引力 第八章 相对论（时空、动力学）

《一》 质点运动学 《二》 质点动力学 《三》 机械能和功 《四》 动量 《五》 刚体力学 《六》 相对论 《七》 振动力学与波动 《八》 热力学平衡态 《九》 热力学定律

绪论 第一章质点运动学 第二章动量守恒质点动力学 第三章能量守恒定律 第四章角动量守恒刚体转动 第五章连续体力学 第六章振动和波 第七章万有引力 第八章相对论

根据达朗伯原理和虚位移原理，可 以导出非自由质点的动力学普遍方程。 利用它解决问题时，可以避免约束反力 在动力学方程中的出现，比较方便! 第一类拉格朗日方程：用直角坐标描述的 非自由质点系的拉格朗日方程

只根据Newton第二定律列出的动力学方程并不能唯一地确定质点的运动。 要完全确定一个质点的运动,除了微分方程之外,还必须有初始条件否则二阶常微分方程

第七章刚体动力学 刚体质量几何 1、质点的运动与什么有关? 外力,质量。 2、质点系(刚体)的运动与什么有关? 外力,质量,质量分布。 3、 下面介绍描述质量分布的物理量: 质心,转动惯量,惯性张量等

一、力的功 二、质点和质点系的动能 三、动能定理 四、机械能守恒（功率、功率方程、机械效率） 五、功率与功率方程（势力场、势能、机械能守恒定理）