理论力学(第七版)哈工大.高等教育出版社.教学课件VIP免费

理论力学理论力学绪论一、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平衡指物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态，平衡是机械运动的一种特殊形式。是指物体在空间的位置随时间的改变理论力学研究内容:静力学研究物体的平衡规律，同时也研究力的一般性质及其合成法则。运动学研究物体运动的几何性质，而不考虑物体运动的原因。动力学研究物体的运动变化与其所受的力之间的关系。二、学习理论力学的目的1、解决工程实际问题2、为后续课打基础静力学引言静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学．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：研究作用在物体上的各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题．静力学解决的三个问题力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变．力的三要素：大小、方向、作用点.力是矢量．力系：作用在物体上的一群力.可分为：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．平衡力系：满足平衡条件的力系称为平衡力系。静力学几个基本概念：刚体：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体.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，如图所示。公理2二力平衡条件使刚体平衡的充分必要条件21FF最简单力系的平衡条件亦可用力三角形求得合力矢合力(大小与方向)(矢量的和)21FFFR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。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．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。推理2三力平衡汇交定理平衡时必与共线则三力必汇交O点，且共面．3F12F作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。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上．若用F表示作用力，又用F’表示反作用力，则F=-F’在画物体受力图时要注意此公理的应用．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，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的．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。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§1-2约束和约束力自由体:位移不受限制的物体.非自由体:位移受到限制的物体.主动力：约束力以外的力.工程常见的约束1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）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．NF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．TF柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体．胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力．3、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束．约束力：当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束——法向约束力．约束力作用在接触处，沿径向指向轴心．当外界载荷不同时，接触点会变...