理论力学哈工大版公式定义总结

1、静力学知识点静力学公理和物体的受力分析本章总结1 .静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。2 .静力学公理公理1力的平行四边形法则。公理2二力平衡条件。公理3加减平衡力系原理公理4作用和反作用定律。公理5刚化原理。3 .约束和约束力限制非自由体某些位移的周围物体，称为约束。约束对非自由体施加的力称为约束力。约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。4 .物体的受力分析和受力图画物体受力图时，首先要明确研究对象(即取分离体)。物体受的力分为主动力和约束力。要注意分清内力与外力，在受力图上一般只画研究对象所受的外力；还要注意作用力 和反作用力之间的相互关系。常见问题问题一 画受力图时，严

2、格按约束性质画，不要凭主观想象与臆测。平面力系本章总结1 .平面汇交力系的合力(1 )几何法：根据力多边形法则，合力矢为百法=£耳合力作用线通过汇交点。(2 )解析法：合力的解析表达式为夙=£ F百+£&Fl历于正钎 - -2 .平面汇交力系的平衡条件(1 )平衡的必要和充分条件：& = £ E = 0(2 )平衡的几何条件：平面汇交力系的力多边形自行封闭。(3 )平衡的解析条件(平衡方程)：3 .平面内的力对点 O之矩是代数量，记为 虹式环M (舟=土劭=±2©-一般以逆时针转向为正，反之为负。或4 .力偶和力偶矩力

3、偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。力偶没有合力，也不能 用一个力来平衡。平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M的大小和转向，即式中正负号表示力偶的转向，一般以逆时针转向为正，反之为负。力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩，力偶矩与矩心的位置无关。5 .同平面内力偶的等效定理：在同平面内的两个力偶，如果力偶相等，则彼此等效。 力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。6 .平面力偶系的合成与平衡合力偶矩等于各分力偶矩的代数和，即:平面力偶系的平衡条件为E此二07、平面任意力系平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。当物体(含物体 系)有一几何对称平面，且力的分别关于此平面

4、对称时，可简化为平面力系计算。还有其 他情况也可按平面任意力系计算。本章用力的平移定理对平面任意力系进行简化，得到主矢主矩的概念，并进一步对力 系简化结果进行讨论；然后得出平面任意力系的平衡条件，得出平衡方程的三种形式，并 用平衡方程求解一些平衡问题；介绍静定超静定问题的概念，对物体系的平衡问题进行比 较多的训练；最后介绍平面简单桁架的概念和内力计算。常见问题问题一 不要因为这一章的内容简单， 就认为理论力学容易学， 而造成轻视理论力学的印象, 这将给后面的学习带来影响。问题二本章一开始要掌握好单个物体的平衡问题与解题技巧，这样才能熟练掌握物体系平 衡问题的解法与解题技巧。问题三在平时做题时，

5、要注意解题技巧的训练，能用一个方程求解的就不用两个方程， 但考试时则不一定如此。第三章空间力系本章总结1 .力在空间直角坐标轴上的投影(1 )直接投影法(2 )间接投影法(图形见课本)凡二9疝/ cos通 苏二双sin/而 居=尸c，s X2 .力矩的计算(1 )力对点的矩是一个定位矢量， 1S j k= z y z M0 = Fk=2A玛可奥(2 )力对轴的矩是一个代数量，可按下列两种方法求得：(a)孙(左= 依(b)我而二滤叫,吃下厂俎一喇.此阴一马-尸玛(3)力对点的矩与力对通过该点的轴的矩的关系凡画”%而，成虱河小玛而/领=%3 .空间力偶及其等效定理(1 )力偶矩矢空间力偶对刚体的作

6、用效果决定于三个因素(力偶矩大小、力偶作用面方位及力偶的 转向)，它可用力偶矩矢如表示,M三产期短力偶矩矢与矩心无关，是自由矢量。(2 )力偶的等效定理：若两个力偶的力偶矩矢相等，则它们彼此等效。4 .空间力系的合成(1 )空间汇交力系合成为一个通过其汇交点的合力，其合力矢为用三zE ,或凡三工中+工与j +£月工(2 )空间力偶系合成结果为一合力偶，其合力偶矩矢为 立三工向之，或加=XmJ + S3 3 )空间任意力系向点 O简化得一个作用在简化中心O的力 凡和一个力偶，力 偶矩矢为二而艮二£月住矢)前口=£宓式月)主矩)(4 )空间任意力系简化的最终结果，列表

7、如下:主矩最后结果说明k三。平衡吃工0合力偶J此时主矩与简化中心的位置无关J而白二。|合力合力作用线通过简化中心位0合力合力作用线离简化中心O的距离为瞠雇,O- I就口二。FfMr.力螺旋J力螺旋的中心轴通过简化中心现与应"成。角力螺旋力螺旋的中心轴离简化中心O的距M0 血 &J 离为然5.空间任意力系平衡方程的基本形式£氏=0,工% = 口，2 = 0£放炳二。,2M式布=0, EM/7) = d6.几种特殊力系的平衡方程(1 )空间汇交力系日月=。，£耳=。，工耳=。(2 )空间力偶系£场面三0, £%下”0,工肛曲三。(

8、3 )空间平行力系 若力系中各力与 z轴平行，其平衡方程的基本形式为归月二工监直=0, e砥而二q(4 )平面任意力系 若力系在 Oxy平面内，其平衡方程的基本形式为£凡三机工为三。,Z风(户”。上述各式，为便于书写，下标 i略去。7.物体重心的坐标公式心=写生(其中F=£&FJI或 _ £竺一 _ £3-, ZM- p ，% F ，Me-常见问题问题一 从平面汇交力系、 力对点的矩和力偶系、 任意力系到空间汇交力系、 力对点(轴) 的矩和力偶系、任意力系，好像有重复之感，但不要轻视，还要认真对待。摩擦本章总结1 .摩擦现象分为滑动摩擦和滚动摩阻

9、两种。2.滑动摩擦力是在两个物体相互接触的表面之间有相对滑动趋势或有相对滑动时出现 的切向约束力。前者称为静滑动摩擦力，后者称为动滑动摩擦力。(1 )静摩擦力 用的方向与接触面间相对滑动趋势的方向相反，其值满足静摩擦定律为工.7：-二其中 尻为静摩擦因数， Far为法向约束力。(2 )动摩擦力的方向与接触面间相对滑动的速度方向相反，其大小为尸二得其中f为动摩擦因数，一般情况下略小于静摩擦因数工。3.摩擦角内为全约束力与法线间夹角的最大值，且有tan% =/全约束力与法线间夹角 。的变化范围为0三审£学$当主动力的合力作用线在摩擦角之内时发生自锁现象。常见问题问题一 在能够确定运动趋势

10、的时候，要正确画出摩擦力的方向，在不能够确定运动趋势的 时候，摩擦力的方向可以假定。要注意库仑摩擦定律的使用条件，不要一说到摩擦力，就可以等于用乙。运动学重要知识点一、刚体的简单运动知识点总结1 .刚体运动的最简单形式为平行移动和绕定轴转动。2 .刚体平行移动。刚体内任一直线段在运动过程中，始终与它的最初位置平行，此种运动称为刚体平行 移动，或平移。刚体作平移时，刚体内各点的轨迹形状完全相同，各点的轨迹可能是直线，也可能是 曲线。刚体作平移时，在同一瞬时刚体内各点的速度和加速度大小、方向都相同。3 .刚体绕定轴转动。?刚体运动时，其中有两点保持不动，此运动称为刚体绕定轴转动，或转动。?刚体的转

11、动方程 。=f表示刚体的位置随时间的变化规律。Q二由。角速度也可以用矢量9=描=3 ,当a与3同号时,?角速度 3表示刚体转动快慢程度和转向，是代数量, 表示，记二晚。?角加速度表示角速度对时间的变化率，是代数量，刚体作匀加速转动；当a与3异号时，刚体作匀减速转动。角加速度也可以用矢量表示,?绕定轴转动刚体上点的速度、加速度与角速度、角加速度的关系: 万二而乂尸，耳二过犬广，为二位乂不。速度、加速度的代数值为y = R侬，,& =氏“，,二我必”。小二色三岁二包?传动比吗用马。点的运动合成知识点总结1 .点的绝对运动为点的牵连运动和相对运动的合成结果。?绝对运动：动点相对于定参考系的运

12、动；?相对运动：动点相对于动参考系的运动；?牵连运动：动参考系相对于定参考系的运动。2 .点的速度合成定理。?绝对速度说：动点相对于定参考系运动的速度；?相对速度可：动点相对于动参考系运动的速度；?牵连速度外：动参考系上与动点相重合的那一点相对于定参考系运动的速度。3 .点的加速度合成定理。“二用十为+电_?绝对加速度 /1:动点相对于定参考系运动的加速度；?相对加速度 耳：动点相对于动参考系运动的加速度；?牵连加速度工：动参考系上与动点相重合的那一点相对于定参考系运动的加速度；?科氏加速度 Kd：牵连运动为转动时，牵连运动和相对运动相互影响而出现的一项附 加的加速度。%=2用啊?当动参考系作

13、平移或 %= 0 ,或凡与可平行时，% = 0。三、刚体的平面运动知识点总结1 .刚体的平面运动。刚体内任意一点在运动过程中始终与某一固定平面保持不变的距离，这种运动称为刚 体的平面运动。平行于固定平面所截出的任何平面图形都可代表此刚体的运动。2 .基点法。?平面图形的运动可分解为随基点的平移和绕基点的转动。平移为牵连运动，它与基 点的选择有关；转动为相对于平移参考系的运动，它与基点的选择无关。?平面图形上任意两点 A和B的速度和加速度的关系为：% 二呢+%，(%)好二(%)由“白=口用十十1此1"3 .瞬心法。此方法只用来求解平面图形上点的速度问题。?平面图形内某一瞬时绝对速度等于

14、零的点称为该瞬时的瞬时速度中心，简称速度瞬 心。?平面图形的运动可看成为绕速度瞬心作瞬时转动。?平面图形上任一点 M的速度大小为其中CM为点M到速度瞬心 C的距离。%垂直于 M与C两点的连线，指向图形转 动的方向。?平面图形绕速度瞬心转动的角速度等于绕任意基点转动的角速度质点动力学的基本方程知识总结1 .牛顿三定律适用于惯性参考系。质点具有惯性，以其质量度量；作用于质点的力与其加速度成比例；作用与反作用力等值、反向、共线，分别作用于两个物体上。2 .质点动力学的基本方程。质点动力学的基本方程为 加方二£声，应用时取投影形式。3 .质点动力学可分为两类基本问题。质点动力学可分为两类基本

15、问题：(1) .已知质点的运动，求作用于质点的力；(2) .已知作用于质点的力，求质点的运动。求解第一类问题，需先求得质点的加速度；求解第二类问题，一般是积分的过程。质 点的运动规律不仅决定于作用力，也与质点的运动初始条件有关，这两类的综合问题称为 混合问题。动量定理知识点总结1 .牛顿三定律适用于惯性参考系。质点具有惯性，以其质量度量；作用于质点的力与其加速度成比例；作用与反作用力等值、反向、共线，分别作用于两个物体上。2 .质点动力学的基本方程。质点动力学的基本方程为 愀万=£户，应用时取投影形式。3 .质点动力学可分为两类基本问题。质点动力学可分为两类基本问题：(1) .已知质

16、点的运动，求作用于质点的力；(2) .已知作用于质点的力，求质点的运动。求解第一类问题，需先求得质点的加速度；求解第二类问题，一般是积分的过程。质 点的运动规律不仅决定于作用力，也与质点的运动初始条件有关，这两类的综合问题称为 混合问题。常见问题问题一在动力学中质心意义重大。质点系动量，它只取决于质点系质量及质心速度。问题二 质心加速度取决于外力主失，而与各力作用点无关，这一点需特别注意。动量矩定理知识点总结1 .动量矩。质点对点O的动量矩是矢量加。质点系对点O的动量矩是矢量心=2冠白眄可)=Z号的巧2-1若z轴通过点 O ,则质点系对于z轴的动量矩为4二£%旧耳i1若C为质点系的质

17、心，对任一点2 .动量矩定理。对于定点O和定轴z有A »若C为质心，C z轴通过质心，有生 山 %： 出3 .转动惯量。若z C与z轴平行，有%+加*4 .刚体绕z轴转动的动量矩。 刚体绕z轴转动的动量矩为G =产若z轴为定轴或通过质心，有小=£死5 .刚体的平面运动微分方程。常见问题问题一 要注意，计算动量矩时，仅仅计算对质心动量矩时，用静止坐标系或用随质心平移 的坐标系都可以，两者的计算结果是相同的。对一般的动点，两者计算结果不同，必须用 静止坐标系计算，或用书中的公式计算。问题二要注意，动量矩定理仅仅对定点或质心成立，对一般的动点通常是不成立的。问题三要仔细体会在知识

18、点例题中所提到的技巧及注意事项。问题四 求解运动学问题时，通常要补充运动学关系，一定注意正确的补充运动学关系。动能定理知识点总结 1.动能是物体机械运动的一种度量。71工1 = mv质点的动能.T=-质点系的动能一平移刚体的动能绕定轴转动刚体的动能平面运动刚体的动能2 .力的功是力对物体作用的积累效应的度量。重力的功一.1弹性力的功定轴转动刚体上力的功平面运动刚体上力系的功3 .动能定理。微分形式二：,积分形式一 ''' 一 理想约束条件下，只计算主动力的功，内力有时作功之和不为零。4 .功率是力在单位时间内所作的功。6印 一-p=二者'"二耳第，P二M业'工5 .功率方程。功率方程 上 1 i 十6 .机械效率。有效功率”输同有效功率=?用+噂=%-%7 .功与物体运动的起点和终点的位置关系。有势力的功只与物体运动的起点和终点的位置有关，而