对运动学中动点动系选择原则及方法的探讨

　　1前言

　　工程力学课程中的运动分析部分是该课程的重要内容之一，它直接应用于((机械原理》《机械设计基础》等后续课程。在运动分析中，正确而又恰当地选取动点和动坐标系(动系)，是研究点的合成运动问题的关键。在以往的《理论力学》《工程力学》教材中，对以上问题的论述较为分散，没有系统地归纳分类，使学生理解和掌握较为困难。特别是随着目前力学课程教学时数的减少，这类问题就更加明显。本人根据自己的教学经验，结合相关教材内容，提出了选了动点动系的一般原则，并把点的合成运动部分的问题作了分类，同时结合实例提出了各类间题动点动系的选取方法。

　　2选取动点动系的一般原则

　　2..1动点和动系不能选在同一刚体上

　　否则，若动点为固定点相对动运则不存在，即vr二0;若动点为瞬时点相对运动轨迹不明显，Vr不易确定。因此动点的选取尤为关键。

　　2.2相对运动轨迹应是明显确定的

　　运动分析的方案不是唯一的，但在选择上应选最佳方案。经验证明，只有相对运动轨迹明显，才能使间题较易求解，这一点尤其是在求加速度问题时显得更为重要。

　　2.3动系的运动形式最好是基本运动(即平动或定轴转动)

　　这取决于动系所固连的刚体的运动。

　　2.4绝对运动的轨迹最好是已知的

　　以上四条原则概括起来就是:一要正确(原则2.1)，二是恰当原则(2.2、2.3、2.4)。

　　3问题的分类及动点动系的选取方法

　　3.1 A、B两物体间互不接触作相对运动

　　此时动点、动系可按题意分别选在两物体上。

　　常见的运动形式有:汽车、飞机、舰船等物体之间的相对运动，气流或水流质点相对于叶片的运动，飞行物体相对于地表的运动等。

　　根据不同题意，如图1所示.

　　3.2A、日两物体相互接触作相对运动，且A物体上始终有一固定点M与B物体相接触(或在某一方向与日物体无相对位移)

　　此时可选M点为动点，动系固连于B物体。工程力学中的多数问题属于这一类。

　　常见的运动机构有:曲柄摇杆机构、曲柄连杆机构、曲柄(或凸轮)导杆机构等。

　　如图2所示曲柄摇杆机构、因曲柄与摇杆始终在A点通过滑快相接触，且曲柄OA上的A点固定不变，而摇杆O1B上的A点为瞬时点(随运动变化的点)，因此应选OA上的A点为动点，动系固连与摇杆O1B1，则动点A的相对运动轨迹为沿O1B的直线;绝对运动轨迹为半径为r的圆。动点的速度分析如图所示。若选摇杆O1B上的A为动点，则相对运动轨迹为未知曲线，求解很不方便。