理论力学概念和公理.ppt

1、理论力学()，哈尔滨工业大学理论力学教育研究组，发表：张天军教授单位：理工科力学系电话：点：2-3-404，本课程的性质和任务，理论力学是各门力学的基础，在很多工程技术领域得到了广泛应用。 工程力学、机械、采矿、土建等专业基础课程。 其任务是让学生掌握质点、质点系和刚体机械运动的基本规律和研究方法，为学习后续课程奠定基础，初步学会通过理论力学理论和方法结合分析、解决一些简单工程实际问题的本课程特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，使学生有逻辑思考、抽象能力、自学上课安排，讲课： 80课(16周)复习考试： 24课总修订： 80课成绩：平日10%中期考试20%期末考试70

2、%平时成绩构成：作业平时奖励工作要求用铅笔笔笔直，认真独立完成，星期四下午回答问题， 一、理论力学的研究对象、理论力学：是研究物体机械运动的一般规则的学科。 二、理论力学的研究方法是从实践中经过抽象、综合、归纳、公理的建立，应用数学演绎和逻辑推理得到定理和结论，形成理论体系，然后通过实践验证理论的正确性。 绪论、三、理论力学的任务及其研究内容、理论力学、静力学研究系统的简化和平衡条件、运动学单纯从几何的观点研究物体的运动学性质，为了研究方便，动力学研究是作用于物体的力与运动的关系，理论力学，高等数学意大利的达芬奇(14521519 )是折动摩擦、平衡、力矩波兰的哥白尼(14731543 )创立

3、了宇宙“日心说”。 德国的开普勒(15711630 )提出了行星运动的三定律。 意大利伽利略(15641642 )的自由落体定律、惯性定律和加速度概念。 四、理论力学的发展史、绪论、英国伟大的科学家牛顿(16431727 )成立了1687年版的自然哲学数学原理书，提出了动力学的三个基本规律、万有引力规律、天体力学等。 力学的创始人。 瑞士伯努利(16671748 )的虚位移原理。 瑞士的欧拉(17071783 )使用力学用微分方程式进行了研究。 法国达兰伯特(17171785 )的名萧动力学专论达到了达兰伯特的原理。 法国拉格朗日(17361813 )提出了第二类拉格朗日方程式。 绪论第一章静

4、力学的基本概念和公理、静力学的公理和物体的受力分析、静力学、15受力分析和受力图、14约束和约束反作用力、13静力学的公理、12力、1刚体，第一章静力学的公理和物体的受力分析1个物体能否看作刚体，不仅取决于变形的大小，也取决于问题自身的要求中的组合图层性质变更选项。 刚体在外部的任何作用下，形状和大小总是不变的物体。 或任意2点间的距离不随力变化的物体。 11刚体、12力、12力、12力、力的定义、4 .力的表现、5 .力的单位、力是向量，用数学的向量符号表示，如图所示。 在f、国际单位制中，力的单位为牛顿(N) 1 N=1公里/秒2 (kg m/s2)。12力、13静力学公理、13静力学公理

5、、13静力学公理、1 .基本概念、力系作用于同一物体或物系的一组力。 等效力系作用于物体的效果相同的两个力系。 平衡力系是维持刚体平衡的力系。分力如果一个力等价于一个力系，则将力系的各力称为该力(合力)的分力。 合力是与力系等效的力量。 基本概念，2 .公理，公理一(二力平衡公理)，刚体要用两个力维持平衡状态，这两个力的大小相等，方向相反，必须沿着同一直线作用。 公理二(平衡力系公理)可在作用于刚体的任何系统中加入或去除相互平衡的力，不改变力系统作用于刚体。 公理一公理二、十三静力学公理、推理(向刚体的力的传递性)、作用于刚体的力、其作用点可以沿着作用线在该刚体内的前后任意移动，对该刚体的作用

6、不变。=、=、F1=F2=F，13静力学公理、公理、推论，即合力是原两力的矢量和。公理三(力平行四边形公理)作用于物体任意点的两个力可以合成作用于同一点的一个力，即合力。 合力箭用以原双力箭为邻边形成的力平行四边形的对角箭表示。F1、F2、FR、公理三、向量式： fr=f1f2、13静力学公理、公理、公理三(力平行四边形公理)作用于物体的任意点的两个力，能够合成作用于同一点的一个力的合力的箭头，用以原两力的箭头为邻边而构成的力平行四边形的对角箭头表示、公理三、F1、F2、FR、F1、F2、FR、力三角形法、13静力学公理、公理、推理(三力汇定理)刚体在三个力下平衡时，F1、f、F2、=、证明：

7、13静力学公理、公理、推理、F3、f、=、a3、13静力学公理、推理(三力公理四公理五、十三静力学公理，任意两个物体相互作用的力，总是大小相同，作用线相同，但方向相反，同时作用于这两个物体。公理、公理四(作用和反作用公理)、公理五(刚化公理)变形体在已知力系的作用下维持平衡状态时，如果这个变形使平衡的物体成为刚体(刚化)，则其平衡不受影响。 公理四公理五、十三静力学公理、公理、十四约束和约束力、基本概念、自由体、非自由体、可以任意移动的物体。 移动(移动)受到某种限制的物体。 1 .基本概念、14约束和约束力、基本概念、非自由体、约束力、约束力、主动力、运动(位移)受到某种限制的物体。 约束对

8、被约束体(非自由体)的力。 由周围物体构成，限制非自由体位移的条件。 约束力以外的力量。、14约束和约束力、方向、2 .一些常见类型的约束、软绳、链、带约束、14约束和约束反作用力、常见约束、软绳约束、a、约束类型和实例、 磁带结构约束、14约束和约束反作用力、约束类型和实例、软绳约束、链结构约束、14约束和约束反作用力、约束类型和实例、光滑接触面约束、14约束和约束反作用力、约束类型和实例、f约束类型和实例、光滑接触面约束实例、14约束和约束反作用力、约束类型和实例平滑圆柱铰链约束，f，平滑圆柱铰链约束，14约束和约束反作用力，约束类型和示例，Fy，Fx，固定铰链支撑台，固定铰链支撑台，平滑

9、圆柱可动铰链支撑台，平滑圆柱铰链约束，14约束和约束反作用力，约束类型和实例，14约束和约束反作用力，约束类型和实例约束类型和实例、平滑的圆柱铰链约束实例、14约束和约束反作用力、约束类型和实例、14约束和约束反作用力约束类型和实例、平滑的圆柱铰链约束实例、14约束和约束反作用力、约束类型和实例、平滑的球铰链约束： 平滑的球铰链约束、14约束和约束反作用力、约束类型和示例、平滑的球铰链约束14约束和约束反作用力、约束类型和实例、双铰链硬杆约束、双铰链硬杆约束、14约束和约束反作用力、约束类型和实例、c、双铰链硬杆约束例题、双铰链取14个约束、c、双铰链刚杆约束、14个约束和约束反作用力、约束类

10、型和实例、14个约束和约束反作用力、15个应力分析和受力、受力步骤、1个分离体2 .描绘对象接受的所有主动力。 3 .在存在约束的地方，为每种约束类型绘制约束反作用力。 接受设计的画法步骤：15接受力分析和设计，解：1 .物体b接受设计。 2 .尝试球a。 3 .滑轮c的设计。 在例题1-1、例11图示的平面系统中，均质球a的重量W1通过与自重没有摩擦的理想的滑轮c和柔性绳维持在仰角平滑的斜面上，在绳的一端挂有重量W2的物体b。 分析物体b、球a、皮带轮c的受力状况，尝试分别绘制平衡时的各物体的受力。 例题1-1，15受力分析和下功夫，例题1-1，例题1-1，理想滑轮只改变绳索的方向，绳索的拉

11、力的大小不变。 15受力分析和努力，解：1 .杆BC受力。 2 .活塞杆AB受到的力量。 另外，表示法1 :表示法2 :例12的等腰三角形框架ABC的顶点a、b、c全部用铰链连接，底边AC被固定，但是AB边的中点d作用有与固定边AC平行的力f。 不介意各杆的自重，试着描绘了AB和BC的功夫。 例题1-2、15应力分析和研究，例题1-2、例13如图所示，重物的重量为G=20 kN，用钢丝绳挂在托架的滑轮b上，钢丝绳的另一端卷绕在铰链d上。 控制杆AB在BC上挂上铰链，用铰链a、c连接在墙上。 如果无视两杆和皮带轮的自重，无视摩擦和皮带轮的大小的话，试着在杆AB和BC以及皮带轮b上下功夫。 例题1

12、-3，15受力分析和受力尝试，1 .杆AB的受力尝试。 解：2 .活塞杆BC的工夫。 例题1-3，15受力分析和受力尝试，3 .皮带轮b (无销)的受力尝试。例题1-3、15受力分析和受力尝试、4 .皮带轮b (带销)的受力尝试。 例题1-3、15应力分析和应力测试、b、a、b、FAB、FCB、c、例题1-3、15应力分析和设计、思考题、a、w、f、b、FC、FAy、思考题、a、a、b b、d、a、FD、FA、FE、FB、思考题、思考题、f、思考题、e、(a )、(b) 15受力分析和努力、b、a、c、a、d、c、思考题、f、FC、FB、f、FA、b、柔绳、思考题、(a )、(b ) 描绘出、练习题、15受力分析和努力、练习题、杆AB的努力。 练习题，练习题，15应该注意的问题是，除了重力，电磁力，物体之间只是接触就相互有机械力，研究对象(受力体)接触周围的哪个物体(施力体)，接触处强，力的方向被约束明确，2，不多画力因此，对于受力体受到的所有力，应该能够明确地指出是哪个施力体施加的。 1、不要松开力量，约束反作用力的方向必须严格按照约束的类型描绘，不能只凭直观或主动力的方向简单地考虑。 分析两物体间的作用力和反作用力时，确定了作用力的方向后，请务必将反作用力