1理论力学的研究对象和内容理论力学是研究物体宏观机械运动的

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1、1理论力学的研究对象和内容理论力学是研究物体宏观机械运动的1.理论力学的研究对象和内容理论力学是研究物体宏观机械运动的学科。力学的发展有着悠久的历史，而且与人类的生产实践密切相关。1678年，牛顿发表了名著《自然哲学的数学原理》，在前人研究的基础上,牛顿总结出了运动三大定律和万有引力定律，奠定了经典力学的科学基础。18世纪，机械工业有了很大发展，日益复朵的机械运动与受力分析要求新的力学方法。1788年，拉格朗日发表了名著《分析力学》，建立了约束系统动力学的理论与方法，即经典力学的分析力学体系。20世纪中叶以后，由于机器人等复朵机械系统的应用、航天技术的发展、

2、运动生物力学的出现，以及计算机的广泛应用，形成了许多研究机械运动的新学科，如多刚体系统动力学、计算动力学等。尽管如此，经典力学在解决现代科技和工程问题中仍然起着重耍作用。本课程研究的内容是速度远小丁光速的宏观物体的机械运动，这种运动是日常生活及一般工程中最常遇到的，经典力学有着最广泛的应用。理论力学所研究的机械运动的最一般、最普遍的规律是各门力学分支的基础。课程内容包括静力学、运动学和动力学三部分。静力学主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件，同时研究力系简化的方法，以及物体的受力分析等。运动学只从几何的角度研究物体的运动（如轨迹、速度和加速度等）,而不

3、研究引起物体运动的物理原因。动力学研究受力物体的运动与作用力之间的关系。2.理论力学的研究方法理论力学的研究途径可分为建立理论体系和理论的工程应用两个方面。通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行科学试验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本规律。如伽利略对自由落体和物体在斜而上的运动做了多次试验，从而推翻了统治多年的错误观点，引出“加速度”的概念。在对事物观察和试验的基础上，经过抽象化建立概念和力学模型，以公理为基础，经过逻辑推理和数学演绎，建立系统的理论体系。力学理论的工程应用涉及综合的知识及科学方法，读者在课程学习中可逐步体会。1.学习理论力学的目

4、的理论力学是学习一系列后续课程的重要基础。很多工程专业的课程，如材料力学、结构力学、弹性力学、机械原理、机械设计、流体力学、振动理论、断裂力学以及许多专业课程，都要以理论力学为基础。工程专业所遇到的机械运动问题，有些可以直接应用理论力学的基本理论來解决。理论力学是一门演绎性较强的课程，对于逻辑思维训练非常有益。理论力学研究的机械运动广泛存在于LI常生活和工程实际屮，学习理论力学吋还应善于联系实际，多作分析和训练，培养灵活应用知识的能力。静力学的任务是研究力系的简化与平衡条件。力系是指作用在物体上的一组力。平衡是指物体相对惯性参考系保持静止或作匀速肓线运动。静

5、止、运动都是相对某一参考系而言的。力系的简化是指用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，同时保持对物体的作用不变。此两力系互为等效力系。平衡条件指在物体平衡时作用于物体上的力系所应满足的条件。力系简化是静力学中寻找力系平衡条件的简洁途径，同吋，在动力学中，当研究在给定力系作用下物体如何运动时，力系简化同样重要。力系的平衡条件可用于计算结构物在载荷作用下的内力或所受的支承力，以便为结构设计提供依据，因而在工程上应用广泛。在静力学中，将研究的物体视为刚体，刚体是指在力作用下不变形的物体，是一种理想化的模型。刚体是一种特殊的质点系，其内部各质点间的距离保持不变。实际

6、物体都有变形，是变形体，通常结构物各部件的变形很小，在研究某些问题时，可以忽略这些微小的变形而把物体看成刚体。静力学的研究对象主要是刚体。力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化或使物体产生变形。前者称为力的运动效应或外效应，后者称为力的变形效应或内效应。实践表明，力对物体的作用效果决定于三个要素：①力的大小；②力的方向；③力的作用点。力的三要素表明，力是一个具有固定作用点的定位矢量。常用黑体字母F表示力矢量，而用普通字母F表示力的大小。在国际单位制中，力的单位是牛［顿］,符号是N。学习静力学时，一方面要巩固与深化这些概念，更重要的另一

7、方面是掌握新的理论与方法。静力学的基本概念、公理及物体的受力分析是研究静力学的基础。本章将介绍力、力矩和力偶的概念及静力学公理，并阐述工程中常见的约束和约束力的分析。最后介绍物体的受力分析及受力图，它是解决力学问题的重要环节。1.1静力学公理公理是人们在生活和生产实践屮长期积累的经验总结，又经过实践反复检验，被确认是符合客观实际的故普遍、故一般的规律。公理1力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图11所示。或者说，合力矢等于这两个力矢的儿何和，即

8、FR二Fl+F2(l1)这个公理是复杂力系简化的基础