理论力学知识点课件.ppt

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1、绪论理论力学1一、理论力学的研究对象和内容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(1564–1642)、牛顿(1642～1727)所建立的基本定律为基础，研究速度远小于光速的宏观物体的机械运动，因此属于古典力学的范畴。静力学绪论2静力学：研究物体在力系

2、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。理论力学的研究内容主要包括:静力学绪论二、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。3静力学绪论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、结构力学、机械原理、机械设计、弹塑性力学、流体

3、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。三、学习理论力学的目的4静力学理论力学第一篇静力学5静力学静力学引言引言静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。理论力学所研究的物体大都是刚体。所谓刚体是指物体在力的作用下，其内部任意两点距离始终保持不变。但这是一个理想化的力学模型。在静力学研究的物体只限于刚体。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（力的

4、运动效应或外效应）和使物体产生变形（力的变形效应或内效应）。因理论力学研究对象是刚体，所以主要研究力的运动效应即外效应。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（方位和指向）；（3）力的作用点。故力是一个矢量，用F表示。在国际单位制中，力的单位是N（牛）或kN（千牛）。6力系，是指作用于物体上的一群力。平衡，是指物体相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动。在绝大多数工程问题中，将地球近似为惯性参考系。在本篇中，主要研究以下问题：（1）物体的受力分析；（2）力系的简化，即用一个简单的力系等效

5、替换一个复杂的力系。（3）建立各种力系的平衡条件。工程问题中的力系，按其作用线所在空间的位置，可分为平面力系和空间力系；若按其作用线之间相互关系，分为汇交力系，力偶系，平行力系和任意力系。静力学静力学引言7静力学第一章静力学公理和物体的受力分析理论力学第一章静力学公理和物体的受力分析8静力学第一章静力学公理和物体的受力分析第一章静力学公理和物体的受力分析§1-1静力学公理公理是人们在生活和生产实践中长期积累的经验总结，又经过实践反复检验，被公认为是符合客观实际的最普遍、最一般的规律。它们是静力学的理论基础。F1=

6、-F2公理1二力平衡条件作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是这两个力的大小相等、方向相反、且作用在同一直线上。如图所示。9静力学第一章静力学公理和物体的受力分析该公理指出了作用在刚体上最简单力系的平衡条件。但应该注意对刚体而言，这条件既必要又充分，但对变形体而言，这条件并不充分。以绳为例，如图所示。公理2加减平衡力系原理在作用于刚体的力系中，加上或减去任意的平衡力系，并不改变力系对刚体的作用。同样，该公理只适用于刚体而不适用于变形体。10静力学第一章静力学公理和物体的受力分析由此公理可以导出下列

7、推论：推论力的可传性作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。证明：刚体上的点A处作用有力F，如图（a）所示。根据公理2，可在力F的作用线上任取一点B，加上一对平衡力F1和F2，使其F=F2=-F1，如图(b)所示。再根据公理2，去掉一对平衡力系F和F1，这样只剩下力F2=F,如图(c)所示,即将力F沿其作用线移到了点B。图(a)图(b)图(c)11由此可见，对于刚体来说，作用其上力的三要素是：力的大小、方向和作用线。此时，力是一个滑动矢量。公理3力的平行四边形法则作用于物

8、体上同一点的两个力，可以合成一个合力。合力的作用点仍在该点，其大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线来确定。如图(a)所示。即也可以由力的三角形来确定合力的大小和方向，如图(b)(c)。FR=F1+F2图(a)图(b)图(c)静力学第一章静力学公理和物体的受力分析12静力学第一章静力学公理和物体的受力分析推论三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中任