刚体力学的张量表述

本文从矢量出发引入张量来描述刚体力学问题,利用欧拉位移定理将刚体定点转动简化为绕定点某轴的一次有限转动,从而用转动张量进行表述,并深化了惯量张量的概念,给出了移轴与转轴定理、不变量与不等式关系等,这对于研究刚体运动稳定性将大有好处。     

刚体绕定轴转动定律和角动量定理的表达式

本文对刚体绕定轴转动进行了较为详细的论述,认为:角动量和力矩都是对点的物理量,而它们具有对轴的性质时,只是一种特例;刚体绕定轴转动定律的本质是角动量定理沿固定轴的一个投影式,其中M,ω,L均为对同一固定转轴的分矢量.把刚体绕定轴转动定律写成 M=Iβ是不确切的,把刚体绕定轴转动的角动量写成L=Iω也是不确切的.     

两点间距离的射影公式及其应用

<正>设直线l与x轴的夹角为α,A,B是l上的任意两点.(1)若A、B两点在x轴上的射影的横坐标分别为x1、x2,则     

椭圆的一个有趣性质及其推广

定理1 弦AA′、BB′是椭圆b2x2＋a2y2=a2b2（a〉b〉0）的长轴与短轴,点P是椭圆上任意一点,若AA′、BB′对点P的张角分别为∠A′PA=α,∠B′PB=β,并∠A′BA=y,则有cot2α＋cot2β=cot2γ．     

一个关于椭圆切线的猜想的否定之辨析

文[1]给出了如下定理: 定理1 若A,B分别是椭圆x2/a2+y2/b2=1(a＞b＞0)短轴(长轴)的两个端点,P为椭圆上任意一点(不与A,B重合),直线PA,PB交长轴(短轴)所在直线于C,D两点,则椭圆在点P处的切线平分线段CD.     

平行轴定理的“外推”及应用

很多力学教材在讲转动惯量的平行轴定理乃至举例说明时转轴都局限在刚体上平移,有时会造成这种误解:平行轴定理只适用于通过刚体的两平行轴之间。在教学中,确实发现不少学生有此错误认识,应引起重视。 按平行轴定理要求,两平行轴中,其中一根通过刚体质心,另一根为任意的平行轴,与通过质心的轴平行,并没有对两轴的距离有何限制,也不要求两轴一定要通过刚体。因此,把那根任意平行轴平移到刚体以外,即所谓“外推”,平行轴定理应成立,证明如下:     

几何角正射影的定性与定量研究（续）

综合以上结果,可写成如下定理． 定理2 设顶点为P的几何角α的两条边（射线）分别与平面π斜交于点B和C,点P在平面π上的正射影为A．若记     

巧用对称性解题两例

在平面几何中,有“同弧所对的圆周角大于圆外角”的定理.在解几中,这个定理可引申为:如图,M为x轴的正半轴上的一个动点,两定点A、B在y轴的正半轴上,当且仅当经过A、B两点且与x轴相切的圆,切点M使张角∠AMB最大. 本文举例说明这一结论的应用. 例1 E、F是圆x2/4 y2/2=1的左、右焦点,l是椭圆的准     

切割线定理在解析几何中的妙用举隅

初中平面几何中有切割线定理,该定理在高中数学中有许多巧妙应用、许多高考、高中数学联赛、模拟试题如果能够使用该定理,可以大大改进常规解法,减小思维量和运算量,为考试赢得宝贵的答题时间.下面举例说明切割线定理在解决平面解析几何有关问题中的妙用.1解决张角最大问题例1(1986年高考题)在平面直角坐标系中,在y轴的正半轴(原点除外)上给定两点A(0,a),B(0,b),试在x轴的正半轴上求一点C,使∠解AC析B取得最大值.本题有多种解法,但利用切割线定理十分简便.如图,过点A、B作一个圆与x轴的正半轴相切,切点C即为所求最大值点.事实上,对于x轴…     

空间有限点集的一个向量性质及其推论

本文给出空间有限点集以及它关于某点的k号心的两个优美的定理及其推论.定理1设V={O,A1,A2,,An}是由空间任意n点组成的点集,其中任意四点不共面.Ω={A1,A2,,An}是V的一个最大真子集,G是Ω的重心,D是OG上一定点,OD=λOG,     

张角定理在高考题中应用

定理设A,B,C顺次分别是平面内一点P所引的三条射线PA,PB,PC上的点,线段AC,CB对点P的张角分别为α,β,且α+β<180°,则A,C,B三点共线的充要条件是sin(α+β)/PC=sinα/PB+sinβ/PA.     

感悟平面直角坐标系

一、选择题 1．过两点A(3,4),B(-2,4)作直线AB、则直线AB( )． A．平行于x轴 B．平行于y轴 C．经过原点 D．无法确定 2．已知点P(O,α)在y轴的负半轴,则点 Q(-α~2-2,-α-2)在( )． A．第一象限 B．第二象限     

如何破解线段最值里的“三截棍”

<正>线段最值,包括一条线段,两条线段和甚至多条线段和的最值,通常解决的思路是化成一条线段,利用"两点之间线段最短"或"垂线段最短"来解决,当然在加入圆相关概念之后,可用定理会更多.多条线段和的最值也被归纳为"胡不归+阿氏圆"模型,当然,核心依然是上述基本定理.题目如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-2x-3与x轴交于点A,B(点A在点B左侧),交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.连接BD,点M是线段BD上一动点(点M不与端点B、D重合),过点M作MN⊥BD,     

谈刚体定点运动问题的求解

求解刚体定点问题的核心是正确运用刚体对定点的角动量定理.刚体对定点的角动量 人=1。其中惯性张量I—人。门一八z//一人z乃-I,。八+人,歹歹 一I,。/点-人。 — ——————————— k i-Izy声/+Izz h k刚体角速度。一。Xi十。yi+。:》把角动量写成矩阵形式: 攻 必OXIJ j文X 一JXyJ xZ 五 厂 一x\ dov ”一 1。XI yT’ VZll“yi \4QZ IJ ZXI ZIPI 22 j\Wg j — ———惯性张量I 中的惯性系数是由刚体相对于坐标轴的质量分布决定的。若取坐标系OOyy为定系,则刚体相对于定系的质量分布是随时间变化的,因而惯性系数也随时间变化,而找出惯性系数随时间变化的函数关系是极困难的.为了避开这一困难,一般取固结在刚体上的动坐标系,从而使刚体相对于动系的惯性系数不随时间变化.但对于对称刚体也可取只固结在转轴上的动系,仍能使刚体目对于动系的惯性系数为常数,并能使计算简单. 值得说明的是刚体对定点的角动量定理M。=Jo适用的参照系是定系,而不是动系.采用动系只是为了计算的可能和方便.所以应注意动系坐标轴的单位矢量i、j、k不再是常矢量. 现通过一例说明选取不同动系时,刚体定点运动问题的多种解法.题目:半径R、质量m、质量均布在轮缘上的轮子,以匀角速一l绕水平轴转动,而水平轴又以匀角速。2绕迢     

切割弦定理有妙用

平面几何中有切割弦定理 :如图 ,圆O的切线PA(A为切点 )与割线PBC满足关系PA2 =PB·PC .该定理在不等式求最值、求轨迹方程等方面有许多巧妙应用 ,如均值定理 a b2 ≥ab(a ,b>0 )的证明 :在上图中割线PBC过圆心O时 ,设PB =a,PC=b ,则PO =a b2 ,由切割弦定理PA =ab ,显然PO >PA ,再结合a=b有a b2 ≥ ab .再举几例 :例 1　在平面直角坐标系中 ,在y轴的正半轴 (原点除外 )上给定两点A ,B ,试在x轴的正半轴上求点C ,使∠ACB取得最大值 .　　解析　本题有多种解法 ,利用切割弦定理十分简便 ,如图 1,过点A ,B作一个圆与x轴的正半…     

一个结论的导出与应用

1.结论及证明如图1,过抛物线y=ax~2上任意一点P的切线交x轴于A点、PB⊥x轴于B点.若∠POB=α、∠PAB=β,则有tanβ=2tanα     

用极坐标证一定理及其推广

本文用极坐标法对一几何定理及其推广进行证明。引理已知A、B为圆ρ=2acosθ上二点,它们的极角分别为θ_1和θ_2。从极点O作OH⊥AB,H为垂足。求证:ρ_H=2acosθ_1cosθ_2。证明如图1,∵∠ACO=∠ABO,△OAC和△OHB都是Rt△,∴∠BOH=∠COA=θ_1,∴ρ_H=|OH|=ρ_Bcosθ_1=2acosθ_2cosθ_1。     

一类面积最小问题的简捷解法

定理　若M为∠POQ内一点 ,过M作直线分别交OP、OQ于A、B两点 .则当M为AB的中点时 ,△AOB的面积最小 .　　　　　图 1证明　如图 1 ,设过M的任意直线分别交OP、OQ于A′、B′两点 ,且M不是A′B′的中点 .不妨设MA′ >MB′.在MA′上取MN=MB′ ,则有S△MAN =S△MBB′,∴S△MAA′ >S△MB′B,于是S△A′OB′ >S△AOB.例 1　直线l过点M (2 ,1 )且分别与x轴、y轴的正半轴交于A、B .O是坐标原点 ,当△AOB的面积最小时 ,求直线l的方程 .解　设A(x ,0 )、B(0 ,y) .由定理知 ,当M为AB的中点时 ,△AOB的面积最小 .由中点…     

实用的焦点弦相关结论

定理已知焦点在x轴上的圆锥曲线C,经过其焦点F的直线交曲线于A、B两点,直线AB的倾斜角为口,AF=λFB,则曲线C的离心率e满足等式：     

刚体的角速度矢量与动量矩矢量

刚体的角速度矢量与动量矩矢量的方向一般情况下是不一致的。只有当转轴（瞬时轴）为惯量主轴时，二者的方向才一致，这一结论不仅仅对定点转动刚体适用，对于定轴转动刚体仍然适用。