理论力学绪论（交）ppt课件.ppt

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1、理论力学绪论一、理论力学的研究对象和内容理论力学：研究物体机械运动一般规律的科学。机械运动：物体在空间的位置随时间的改变。包括三方面内容：静力学运动学动力学属于古典力学的范畴。主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件；同时也研究物体受力的分析方法，以及力系简化的方法。1、静力学只从几何的角度来研究物体的运动（如轨迹、速度、加速度等），而不研究引起物体运动的物理原因。2、运动学研究受力物体的运动和作用力之间的关系。3、动力学二、理论力学的研究方法观察和实验分析、归纳和总结力学最基本规律抽象、推理和数学演绎理论体系用于实际力学

2、模型刚体、质点、弹簧质点、弹性体等三、学习理论力学的目的1、学习理论力学是为了为工程实践打基础。2、学习一系列后续课程的重要基础。如：材料力学、机械原理、机械设计、结构力学、弹塑性力学、飞行力学等。3、学会一种研究方法。静力学引言一、静力学：是研究物体在力系作用下平衡条件的科学。主要内容：1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图．2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系．3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实

3、际问题．是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。1.刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体。2.平衡二、几个基本概念4）.力的单位：国际单位制：牛顿(N)千牛顿(kN)3、力的概念1）．定义：2）.力的效应：①运动效应(外效应)②变形效应(内效应)。3）.力的三要素：大小，方向，作用点AF力是物体间的相互机械作用。4、力系：是指作用在物体上的一群力平面汇交（共点）力系平面平行力系平面力偶系平面任意力系空间汇交（共点）力系空间平行力系空间力偶系空间任意力系等效力系：两个力系的作用效果完全相同。力系的简化：

4、用一个简单力系等效代替一个复杂力系。合力：如果一个力与一个力系等效，则称这个力为力系的合力。平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。第1章静力学的基本公理和物体的受力分析1.1导学本章将阐述力学公理及其推理，并介绍工程中常见几种约束及其性质，同时介绍对简单物体系统受力分析和受力图的绘制。1-2静力学公理是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。公理：公理1二力平衡条件使刚体平衡的充分必要条件最简单力系的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

5、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。说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的。③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。②对变形体(或多体中)来说，上面的条件只是必要条件。二力杆公理2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，如图所示。合力(合力的大小与方向)(矢量的和)亦可用力三角形求得合力矢公理3加减平衡力系原理推理1力的可传性作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线．

6、在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。（必共面，在特殊情况下，力在无穷远处汇交—平行力系。）推论2：三力平衡汇交定理∴三力必汇交，且共面。[证]∵为平衡力系，∴也为平衡力系。又∵二力平衡必等值、反向、共线，FR公理4作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体

7、上．在画物体受力图时要注意此公理的应用．[例]吊灯公理5刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立．刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。思考只适用于刚体的公理有哪些？二力平衡条件和加减平衡力系公理约束：对非自由体的位移起限制作用的物体.约束力：约束对非自由体的作用力．约束力大小——待定方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点——接触处1.3常见的约束类型及其约束力工程中常见的约束1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约

8、束）光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用表示．2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束柔索只能受拉力，又称张力.用表示．绳索类只能受拉，约束反力作用在接触点，方向沿绳索背离物体。3、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链