什么是刚体运动

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。

1、定义：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。

2、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：

3、平动的自由度：3个

令固定的参考平面为S0，沿该平面的垂直方向，将刚体向该平面作投影，得到一个外形一定的该刚体的投影面。刚体在作平面运动时，该投影面形状不变，且这“刚性”投影面在参考平面S0上作相应的运动。刚体上任意一条与参考平面S0垂直的直线与该投影面均有一交点Q。显然，在刚体作平面运动的过程中，刚体在此直线上的所有点的运动与该交点Q的运动一致。因此在研究刚体平面运动时，可以将刚体的刚性投影面为研究对象，而且只需在参考平面为S0的二维空间(-)中进行分析。为了叙述简洁，以后将刚体的刚性投影面就简称为刚体。

平面刚体运动的性质：

（1）保持距离不变。

（2）只要知道不共线的3个点A、B、C在变换m下的象A′、B′、C′，m就可以确定下来。

（3）平面刚体运动m：平面α→平面α将平面α内的直线映成直线，射线映成射线，线段映成等长的线段。

（4）在平面刚体运动m：平面α→平面α下，正n边形的大小和形状保持不变。

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