刚体自由度 [编辑本段] 刚体的定义 在任何力的作用下，体积和形状都不发生改变的物体叫做“刚体[1]”(Rigid body)。在物理学内，理想的刚体是一个固体的，尺寸值有限的，形变情况可以被忽略的物体。不论有否受力，在刚体内任意两点的距离都不会改变。在运动中，刚体上任意一条直线在各个时刻的位置都保持平行。它是力学中的一个科学抽象概念，即理想模型。事实上任何物体受到外力，不可能不改变形状。实际物体都不是真正的刚体。若物体本身的变化不影响整个运动过程，为使被研究的问题简化，可将该物体当作刚体来处理而忽略物体的体积和形状，这样所得结果仍与实际情况相当符合。例如，物理天平的横梁处于平衡状态，横梁在力的作用下产生的形变很小，各力矩的大小都几乎不变。对于形变，实际是存在的，但可不予考虑。为此在研究天平横梁平衡的问题时，可将横梁当作刚体。 在外力作用下,物体的形状和大小(尺寸)保持不变,而且内部各部分相对位置保持恒定(没有形变),这种理想物理模型称之为刚体. 刚体是个理想模型。如果物体的刚性足够大，以致其中弹性波的传播速度比该物体的运动速度大很多，从而可以认为弹性扰动的传播是瞬时的，就可以把该物体当作刚体处理。 在刚体问题中，可将刚体当作一个特殊的质点组（质量连续分布，各质点间的距离保持不变）。将前面学过的关于质点组的动量定理，质心运动定理，角动量定理等用到这一特殊的质点组就可得到有关刚体的一些规律。 [编辑本段] 刚体的特点 ①刚体上任意两点的连线在平动中是平行且相等的！ ②刚体上任意质元的位置矢量不同，相差一恒矢量，但各质元的位移、速度和加速度却相同。因此，常用“刚体的质心” 来研究刚体的平动 [编辑本段] 刚体运动的分类 刚体的运动可以分为以下几类： （1）平动 任意刚体两点连线保持方向不变,各点的位移,速度,加速度相同,可当作质点来处理. 如果刚体在运动过程中，两个坐标系的各坐标轴永远相互平行，这种运动称为平动。此时刚体上所有质点，都有相同的加速度。故刚体上任意一点的运动都可以代表整个刚体的运动，所以刚体平动时和质点的运动完全一样，其自由度为3，可取 c 点的三个坐标x y z 为广义坐标，平动并不一定是直线运动，如图所示的钢体就是一种平动，这里每一个质点都作圆周运动但图 4.1(a)所示的钢体运动就不再是一种平动，这里每个质点都作圆周运动。但图 4.1(b)所示的刚体运动就不在是平动，因为在这种运动过程中，固定在刚...
