生物力学基础ppt课件.ppt

《生物力学基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1章生物力学基础医用物理学1矢量基础2物理量标量:大小(数和单位)如：m,l,t,,T...手写矢量:大小,方向,如：一定的结合规则3几何表示:有向线段矢量的表示解析表示e.g.单位矢量模矢量函数4A+B=C一、矢量加法C是A和B的矢量和.ABA+B2、多矢量相加ABCDABC平行四边形或三角形法则1、两矢量相加F多边形法则F=A+B+C+DF5xyzijkCx=?Cy=?Cz=?3、单位矢量：模为1的矢量，仅代表空间的某个方向直角坐标系中代表x,y,z方向的三个单位矢量分别为64、加法结合法则交换律零矢量结合律7A+B=C

2、B是C和A的矢量差.ABC三角形法则5、两矢量相减共点画出两矢量，从减的矢量矢端指向被减矢量矢端的有向矢量为矢量差．8二、数乘与A平行结合律与A反平行分配律9AB运用以上定义试计算三、标(点,内)积1、标积定义：102、标积性质：(标函数)意味什么?113、标积的应用:功电通量磁通量12四、矢(叉,外)积矢量A,B,和C成右手螺旋关系1、定义：13AB14右手螺旋关系ijk右手螺旋关系152、矢积性质三重积16洛仑兹力:带电线圈在磁场中受力矩3、矢积的应用力矩：17五、矢量的正交分解zyxγβαAyAxAzAAx、Ay、Az是矢量A

3、在xyz轴的投影或分量（1）、矢量A的模：（2）、矢量A的方向角α、β、γ余弦：18（3）、矢量A的正交分解式：设（4）、正交分解式进行的矢量和差运算19则即b、求差同理可得：a、求和20（5）、用正交分解式计算标积、矢积21§1.1刚体的定轴转动刚体运动的描述角量与线量的关系转动动能与转动惯量力矩与转动定律角动量守恒定律医用物理电子教案22不能当质点看待的问题:如车轮滚动,电机转子转动,桥梁平衡等,此时必须考虑物体的大小和形状.需引入刚体的概念一、刚体运动的描述231、刚体的平动和转动平动：用质心运动讨论（可看成质点）刚体在运动中，其上

4、任意两点的连线始终保持平行。刚体:在外力作用下大小和形状保持不变的物体.各质点间的相对位置永不发生变化的质点系。24转动：刚体中所有的点都绕同一直线做圆周运动.转动又分定轴转动和非定轴转动.刚体的平面运动.25刚体的一般运动质心的平动绕质心的转动+26定轴转动的特点：1、各点做圆周运动的平面一定垂直于转轴（转动平面）2、每一点的速度和加速度都不一样3、每点到轴心的线（矢径）转过的角度相同27转动平面转轴参考方向各质元的线速度、加速度一般不同，但角量（角位移、角速度、角加速度）都相同描述刚体整体的运动用角量最方便。2、定轴转动的角量描述28

5、角位移沿逆时针转动,角位移取正值沿顺时针转动,角位移取负值角位置极坐标系中角位移(单位：rad)29加速转动方向一致减速转动方向相反角加速度单位：rad/s2角速度单位：rad/s角速度方向规定为沿轴向，指向用右手螺旋法则确定。30线量线位移、速度、加速度角量角位移、角速度、角加速度1、线量与角量关系:二、线量与角量关系=r312、转动运动方程匀速圆周运动是恒量匀角加速圆周运动是恒量32例：一飞轮在5s内转速由1000r/min-1(转/分）均匀减少到400r/min-1，求角加速度和5s内的总转数，还要多长时间飞轮才会停止。解：飞轮做匀

6、减速转动，所以33（一）力矩力矩为零时:二、转动定律对固定点的力矩力矩大小等于此力和力臂的乘积.力为零或力的作用线与矢径共线(sin=0).34转动平面(2)转动平面(1)对转轴的力矩力对转动有作用的力矩35（二）转动定律将切向分量式两边同乘以,变换得其切向分量式为据牛顿第二定律36刚体绕定轴Z的转动惯量(momentofinertia)刚体定轴转动的转动定律刚体绕定轴转动时，作用于刚体上的合外力矩等于刚体对转轴的转动惯量与角加速度的乘积。m反映质点的平动惯性,J反映刚体的转动惯性.与地位相当37(2)对于质量元连续分布的刚体，其转动惯

7、量可写成其中r是质量元到转轴的距离。转动惯量刚体对某一转轴的转动惯量等于每个质元的质量与这一质元到转轴的距离平方的乘积之总和。(1)对于质点系，其转动惯量可写成38例1求质量为m、半径为R的均匀圆环的转动惯量。轴与圆环平面垂直并通过圆心。解:J是可加的，所以若为薄圆筒（不计厚度）结果相同。ROdm39例2求质量为m、半径为R、厚为l的均匀圆盘的转动惯量。轴与盘平面垂直并通过盘心。解：取半径为r宽为dr的薄圆环,可见，转动惯量与l无关。所以，实心圆柱对其轴的转动惯量也是mR2/2。40与转动惯量有关的因素：刚体的质量质量的分布转轴的位置实质

8、与转动惯量有关的只有前两个因素。形状即质量分布，与转轴的位置结合决定转轴到每个质元的矢径。注意只有对于几何形状规则、质量连续且均匀分布的刚体，才能用积分计算出刚体的转动惯量41讨论：（4）J和