1-理论力学-绪论+第1章

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1、姓名：李卫国联系方式：13452029896Email:liweiguo@mail.tsinghua.edu.cn理论力学范钦珊教育与教学工作室理论力学(1)Tuesday,September07,2021清华大学出版社理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。机械运动是指物体在空间的位置随时间的变化。它是宇宙一切物质运动形式中最简单、最基本的一种。平衡是机械运动的特殊情况。由于物体之间相互的机械作用，即力的作用，使物体的运动状态发生改变。具体地说理论力学就是研究力与机械运动改变之间的关系。本课程所研究的内容是以伽利略、牛顿所建立的基本定律为基础，研究速度远小于光速的宏

2、观物体的机械运动，因此属于古典力学的范畴。绪论一、理论力学的研究对象和内容绪论理论力学的研究内容主要包括:二、理论力学的研究方法是从实践出发，经过抽象化、综合、归纳、建立公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论，形成理论体系，然后再通过实践来验证理论的正确性。静力学：研究物体在力系作用下的平衡规律，同时也研究力的一般性质和力系的简化方法等。运动学：研究物体运动的几何性质，而不研究引起物体运动的原因。动力学：研究受力物体的运动变化与作用力之间的关系。三、学习理论力学的目的直接应用本课程理论或者与其它专业知识共同应用来解决工程中一些问题；其次为后继课程如材料力学、结构

3、力学、机械原理、机械设计、弹塑性力学、流体力学、振动理论、断裂力学、飞行力学等许多课程的学习打下重要基础；同时通过理论力学的学习有助于培养辩证唯物主义世界观，培养正确的分析问题和解决问题的能力，为以后解决生产实践问题、从事科学研究工作打下基础。绪论第1篇工程静力学基础理论力学第1篇工程静力学基础力系（forcessystem）是指作用于物体上的若干个力所形成的集合。工程静力学基础，又称刚体静力学，是将实际物体抽象为刚体，亦即以刚体作为分析问题的模型，研究物体在力系作用下的平衡规律。包括三方面内容：第1篇工程静力学基础物体的受力分析－分析结构或构件所受到的各个力的方向和作

4、用线位置。力系的等效与简化－研究如何将作用在物体上的一个复杂力系用简单力系来等效替换，并探求其力系的合成规律。通过力系的等效与简化能够了解力系对物体作用的总效应。力系的平衡条件与平衡方程－研究物体处于平衡状态时作用在其上的各种力系应满足的条件。利用平衡条件建立所对应的数学方程，称为平衡方程。第1篇工程静力学基础工程静力学基础的核心问题是利用平衡方程求解物体或物体系统的平衡问题。而研究力系的等效简化则是为了探求、建立力系的平衡条件。工程静力学（statics）基础的概念、理论和方法不仅是工程构件静力设计的基础，而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用。第1章受力分析概述第

5、1篇工程静力学基础第1章受力分析概述本章主要介绍静力学模型—物体的模型、连接与接触方式的模型、载荷与力的模型，同时介绍物体受力分析的基本方法。静力学模型力的基本概念工程常见约束与约束力受力分析与受力图结论与讨论第1章受力分析概述静力学模型返回第1章受力分析概述静力学模型物体的抽象与简化－刚体集中力和分布力约束静力学模型物体的抽象与简化－刚体静力学模型物体的抽象与简化－刚体实际物体受力时，其内部各点间的相对距离都要发生改变，其结果是使物体的形状和尺寸改变，这种改变称为变形（deformation）。物体变形很小时，变形对物体的运动和平衡的影响甚

6、微，因而在研究力的作用效应时，可以忽略不计，这时的物体便可抽象为刚体(rigidbody)。如果变形体在某一力系作用下已处于平衡，则将此变形体刚化为刚体时，其平衡不变，这一论断称为刚化原理(rigidityprinciple)。静力学模型物体的抽象与简化－刚体吊车梁的变形吊车梁在起吊重物时所产生的最大挠度δ一般不超过梁的跨度的1/500δ静力学模型物体的抽象与简化－刚体简化的条件除了要求物体的变形不大之外，更重要的是这种变形对我们所研究的问题的结果产生的影响要足够小。但在研究吊车梁的强度问题时，就不能这样简化了。这种小变形对于两端支承力的影响是微不足道的，因此在

7、计算两端的支承力时，吊车梁可简化为刚体。静力学模型集中力和分布力静力学模型集中力和分布力物体受力一般是通过物体间直接或间接接触进行的。接触处多数情况下不是一个点，而是具有一定尺寸的面积。因此无论是施力体还是受力体，其接触处所受的力都是作用在接触面积上的分布力（distributedforce）。在很多情形下，这种分布力比较复杂。例如，人之脚掌对地面的作用力以及脚掌上各点处受到的地面支撑力都是不均匀的。静力学模型集中力和分布力当分布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，可以将分布力简化为作用于一点的合力，称为集中力（conce