理论力学绪论课件

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1、理论力学主讲：冯建有机械工程学院力学教研室fengjy509@ahut.edu.cn参考书：哈工大《理论力学》第六版I郝桐生《理论力学》学时安排：56绪论0.1力学与工程技术1．力学是一门基础科学，同时由于力学的应用范围十分广泛，它又属于技术科学。它根植于国民经济各个产业门类，哪里有技术难题，几乎哪里就有力学难题。古代建筑结构建于辽代（1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔塔高9层共67.31米，用木材7400吨900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔上海金贸大厦和环球金融中心，高度都超过了400米古代建筑结构建于隋代（605年）的河北赵州桥桥长64.4米，跨径

2、37.02米，用石2800吨1940年，建于华盛顿州的塔库马大桥(TacomaNarrowsBridge)桥梁力学解决了工程技术中出现的难题，推动了工业生产的进步，同时在解决问题的过程中自身也得到了丰富与提高，并形成了许多分支。如流体力学有粘性流体力学、空气动力学、气动热力学、热化学流体力学、电磁流体力学、稀薄气体动力学等，固体力学有弹塑性力学、振动力学、结构力学、断裂力学、损伤力学、板壳力学和复合材料力学等。2．“理论力学”教材中的经典力学内容在其形式上与物理学中的力学有不少雷同，但是不应把它看成是物理学中内容的重复，它带有力学学科既是基础科学又是应用科学的

3、双重特点。0.2理论力学的特点理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。物体在空间的位形随时间的变化称为机械运动。最简单的机械运动是静止与匀速直线运动，也称为平衡状态。理论力学只研究速度远小于光速的宏观物体的运动，它属于经典力学的范畴。我们在物理学中已经学过的牛顿运动三大定律是它的主要基础。在自然界与人类的生产生活中，存在各种各样的物质运动，机械运动是最常见的一种。而且其它的运动形式往往也伴随着物质的机械运动，所以机械运动是物质运动中最基本、最简单的一种。因此，理论力学研究的内容具有广泛的应用性，是许多相关学科进一步研究的基础。在工程技术专业的课程体系中，包含

4、许多与理论力学有关的课程，例如材料力学、机械原理、机械设计、结构力学、弹塑性力学、流体力学、振动力学、断裂力学等等以及许多专业课程，所以理论力学课程是一系列后续课程的重要基础。0.3怎样学好理论力学力学具有既是基础科学又是技术科学的双重性，所以在学习力学时既要注意基础理论的学习，又要注意用理论解决实际问题的能力的训练。力学现象充斥在生活、生产实践之中，我们提倡不仅仅要做一定量的力学练习题，而且要努力捕捉周围的力学问题，尝试用已有的力学知识去分析、解决。学好理论力学的标准只能是能否运用理论力学知识去解决实际问题。在学习理论力学理论时，始终能够清楚所学的内容在应用

5、中所起的作用，一定有助于更好地运用这些知识。整个理论力学学习内容的作用都包含在这一句话里：理论力学研究物体机械运动的一般规律。其中的关键词只有三个：物体、机械运动、一般规律。它们包含的内容是：物体——理论力学中怎样描述所研究的物体？物体联系——理论力学中怎样描述这些联系呢？机械运动——理论力学中是怎样描述机械运动？机械作用——在理论力学中怎样描述作用呢？一般规律——机械运动与机械作用之间的关系有怎样的规律，以及怎样运用这些规律?概括地说，学习理论力学必须掌握这四种描述和一般规律，才能够运用理论力学知识去解决问题。0.4工科专业基础力学的学习内容1.工科基础力学

6、研究物体间的机械作用产生的机械效应。机械效应分为外效应（运动效应）与内效应（变形效应）两类。2.由此形成两个分支：理论力学研究运动效应；材料力学研究变形效应。“理论力学”和“材料力学”是工科基础力学的教学内容。第一篇研究对象力学问题的提炼力学模型的建立引言从工程问题中找出需要用力学知识解决的问题所在，把实际问题归结为用力学语言描述的问题。建立用力学标准要素构成的力学模型。按求解的目的从力学模型中有针对性地选择研究对象。这是解决力学问题的第一步。第1章力学问题的提炼从错综复杂的实际问题中分离出力学问题，才可能运用力学知识去解决问题，这需要牢固的力学知识为基础。涉

7、及运动快慢、平衡稳定、抖动摇晃、结实牢固、姿态变化、碰撞冲击……等都与理论力学有关。1.1起重机的安全工作问题实际问题建筑工地上的移动起重机，除平衡重W0外的机架部分的自重为W，其重心在两轨道之间。起吊重量为W1时，起重机会发生向前（左方）的倾倒。为了防止倾倒发生，在起重机后部（右方）安装平衡重W0。但是在不起吊重物时，起重机又可能因平衡重的设置不当而向后（右方）倾倒。为了保证起重机的安全工作，平衡重W0应该多重，而且应该放在什么位置呢？分析这是个物体的平衡问题，属理论力学的范畴。力学的表述在起吊重物时，必须保证：在不起吊重物时，必须保证：1.2电动机的振动与

8、噪声问题实际问题车间里有一台设备，开动