凸轮以匀角速度绕轴转动高中物理例题解析VIP免费

5－1凸轮以匀角速度绕轴转动，杆的端搁在凸轮上。图示瞬时杆处于水平位置，为铅直。试求该瞬时杆的角速度的大小及转向。解：其中，所以（逆时针）5－2.平底顶杆凸轮机构如图所示，顶杆可沿导轨上下移动，偏心圆盘绕轴转动，轴位于顶杆轴线上。工作时顶杆的平底始终接触凸轮表面。该凸轮半径为，偏心距，凸轮绕轴转动的角速度为，与水平线成夹角。求当时，顶杆的速度。（1）运动分析轮心C为动点，动系固结于AB；牵连运动为上下直线平移，相对运动为与平底平行直线，绝对运动为绕O圆周运动。（2）速度分析，如图b所示5－3.曲柄CE在图示瞬时以ω0绕轴E转动，并带动直角曲杆ABD在图示平面内运动。若d为已知，试求曲杆ABD的角速度。解：1、运动分析：动点：A，动系：曲杆O1BC，牵连运动：定轴转动，相对运动直线，绝对运动：圆周运动。2、速度分析：；（顺时针）5－4.在图示平面机构中，已知：，，摇杆在点与套在杆上的套筒铰接。以匀角速度转动，。试求：当时，的角速度和角加速度。解：取套筒为动点，动系固连于上，牵连运动为平动（1）由①得点速度合成如图（a）得，而因为，所以方向如图(a)所示（2）由②得点加速度分析如图（b）将②式向轴投影得错了而所以什么东西？，方向与图(b)所示相反。.5－5.图示铰接平行四边形机构中，，又，杆以等角速度绕轴转动。杆上有一套筒，此筒与杆相铰接。机构的各部件都在同一铅直面内。求当时，杆的速度和加速度。5－6.平面内的曲柄连杆机构带动摇杆EH绕E轴摆动，在连杆ABD上装有两个滑块，滑块B沿水平槽滑动，而滑块D则沿摇杆EH滑动。已知：曲柄OA以匀角速度ω逆时针转动，OA=AB=BD=r。在图示位置时=300，EHOE。试求该瞬时摇杆EH的角速度ωE和角加速度αE。5－7图示圆盘绕轴转动，其角速度。点沿圆盘半径离开中心向外缘运动，其运动规律为。半径与轴间成倾角。求当时点的绝对加速度的大小。解点M为动点，动系Oxyz固结于圆盘；牵连运动为定轴转动，相对运动为沿径向直线运动，绝对运动为空间曲线。其中轴x垂直圆盘指向外，加速度分析如图所示，当t=1s时代入数据得5－8．半径r的圆环以匀角速度ω绕垂直于纸面的O轴转动，OA杆固定于水平方向，小环M套在大圆环及杆上。试用点的合成运动方法求当OC垂直于CM时小环M的速度和加速度。解：以小环M为动点，圆环上固结动系（1）求方向如图所示。（2）求方向如图所示。5－9.已知：OA杆以匀角速度ω0=2rad/s绕O轴转动，半径r=2cm的小轮沿OA杆作无滑动的滚动，轮心相对OA杆的运用规律b=4t2（式中b以cm计，t以s计）。当t=1s时，=60°，试求该瞬时轮心O1的绝对速度和绝对加速度。解：动点：轮心O1，动系：固结OA杆5－10.图示直角曲杆绕轴转动，使套在其上的小环P沿固定直杆滑动已知：，曲杆的角速度，角加速度为零。求当时，小环P的速度和加速度。解：1、运动分析(图5－4)：动点：小环M；动系：固连于OBC；绝对运动：沿OA杆的直线运动；相对运动：沿BC杆的直线运动；牵连运动：绕O点的定轴转动。2、速度分析:（a）其中va、ve、vr方向如图所示。ve=OP=0.2×0.5=0.1m/s；于是(a)式中只有va、vr二者大小未知。从而由速度平行四边形解得小环M的速度va==0.173m/s此外，还可求得vr=2ve=0.2m/s。2．加速度分析(图5－10)。各加速度分析结果列表如下绝对加速度牵连加速度相对加速度科氏加速度大小未知未知2vr方向沿OA指向O点沿BC垂直BC写出加速度合成定理的矢量方程=++应用投影方法，将上式加速度合成定理的矢量方程沿垂直BC方向投影，有由此解得m/s2方向如图所示。5－11.绕轴转动的圆盘及直杆上均有一导槽，两导槽间有一活动销子如图所示，。设在图示位置时，圆盘及直杆的角速度分别为和。求此瞬时销子的速度和加速度。解（1）运动分析①活动销子M为动点，动系固结于轮O；牵连运动为绕O定轴转动，相对运动为沿轮上导槽直线，绝对运动为平面曲线。②活动销子M为动点，动系固结于杆OA；牵连运动为绕O定轴转动，相对运动为沿OA直线，绝对运动为平面曲线。速度分析如图b所示，由式（1）、（2）得5－12.直线以大小为的速度沿垂直于的方向向上移动；直线以大小为的速度沿垂直于的方向向左上方移动，如图所示。如两直线间的交角为，求两直线交点的速度和加速度。