哈工大第七版理論力學(xué)演示文稿當(dāng)前1頁，總共74頁。哈工大第七版理論力學(xué)ppt課件當(dāng)前2頁，總共74頁。《理論力學(xué)》主講：黃豪電話：交通學(xué)院結(jié)構(gòu)工程系當(dāng)前3頁，總共74頁。

緒論理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容當(dāng)前4頁，總共74頁。理論力學(xué)研究力與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)間關(guān)系材料力學(xué)研究力與物體變形間關(guān)系理論力學(xué)是材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、機(jī)械原理等課程的基礎(chǔ)力物體運(yùn)動(dòng)（外部效應(yīng)）形變（內(nèi)部效應(yīng)）當(dāng)前5頁，總共74頁。靜力學(xué)主要研究受力物體平衡時(shí)作用力所應(yīng)滿足的條件；物體受力的分析方法；力系的簡化方法。運(yùn)動(dòng)學(xué)主要從幾何的角度研究物體的運(yùn)動(dòng)（如運(yùn)動(dòng)軌跡、速度和角速度等）。動(dòng)力學(xué)研究物體的運(yùn)動(dòng)與作用力之間的關(guān)系。理論力學(xué)的基本假設(shè)：剛體假設(shè)剛體：在力的作用下，大小和形狀都不變的物體稱為剛體。當(dāng)前6頁，總共74頁。引言

靜力學(xué)：研究物體的受力分析、力系的等效替換（或簡化）、建立各種力系的平衡條件的科學(xué)。第一篇《靜力學(xué)》當(dāng)前7頁，總共74頁。一、力的概念1.定義：力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。幾個(gè)基本概念機(jī)械作用：是指物體直接接觸而產(chǎn)生的作用，如：推、拉、碰撞等?！皥觥睂ξ矬w的作用當(dāng)前8頁，總共74頁。2.力的效應(yīng)：①運(yùn)動(dòng)效應(yīng)(外部效應(yīng))②形變效應(yīng)(內(nèi)部效應(yīng))。3.力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)力是矢量，用粗體字F或帶上箭頭表示。A當(dāng)前9頁，總共74頁。力系：是指作用在物體上的一群力。是指物體相對于慣性參考系（如地面）保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。二、平衡AF4F1F2F3平衡力系：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個(gè)力系為平衡力系。當(dāng)前10頁，總共74頁。第一篇《靜力學(xué)》第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析第二章平面力系第三章空間力系第四章摩擦當(dāng)前11頁，總共74頁?！?–1靜力學(xué)公理§1–2約束和約束力§1–3物體的受力分析和受力圖第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析當(dāng)前12頁，總共74頁。公理：人類經(jīng)過長期實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)而得到的結(jié)論，它被反復(fù)的實(shí)踐所驗(yàn)證，是無須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)論?！?-1靜力學(xué)公理公理2二力平衡公理公理3加減平衡力系原理公理1力的平行四邊形法則公理4作用力和反作用力定律公理5剛化原理當(dāng)前13頁，總共74頁。公理1力的平行四邊形法則作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由以原兩力矢為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對角線來表示。力三角形FRF2F1A力四邊形FRFR當(dāng)前14頁，總共74頁。這兩個(gè)力大小相等

方向相反

作用線共線公理2二力平衡公理作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的必要與充分條件是：當(dāng)前15頁，總共74頁。二力桿的概念：二力桿（P16）只在兩個(gè)力作用下平衡的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件，簡稱二力桿。當(dāng)前16頁，總共74頁。二力桿只有兩個(gè)力作用點(diǎn)的平衡剛體是二力桿。FFFF平衡當(dāng)前17頁，總共74頁。

在已知力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。公理3加減平衡力系原理當(dāng)前18頁，總共74頁。推論1：力的可傳性。

作用于剛體上的力可沿其作用線移到同一剛體內(nèi)的任一點(diǎn)，而不改變該力對剛體的效應(yīng)。因此，作用于剛體上的力的三要素為：大小、方向、作用線當(dāng)前19頁，總共74頁。

當(dāng)剛體受三力作用而平衡時(shí)，若其中兩力作用線匯交于一點(diǎn)，則另一力的作用線必匯交于同一點(diǎn)，且三力的作用線在同一平面內(nèi)。

推論2：三力平衡匯交定理

[證明]：將F1、F2移到兩力作用線的交點(diǎn)，兩力合成得FR；FRFR應(yīng)與F3平衡。兩力平衡必需共線，所以，F(xiàn)3必定通過交點(diǎn)O，且與F1、F2共面。當(dāng)前20頁，總共74頁。公理4作用力和反作用力定律

作用力和反作用力總是同時(shí)存在，兩力的大小相等，方向相反，沿著同一直線，分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上。[例]

吊燈FN[例]

重物FN'當(dāng)前21頁，總共74頁。約束力：約束對被約束物體的作用力叫約束力。一、概念自由體：位移不受限制的物體叫自由體。如人造衛(wèi)星。非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。如火車、電燈約束：對非自由體的某些位移起限制作用的周圍物體稱為約束。

（這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束。）§1-2約束與約束力當(dāng)前22頁，總共74頁。1）大小常常是未知的；2）方向必與該約束所能夠阻礙的位移方向相反；3）作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。約束力特點(diǎn)：GFN2FN1錯(cuò)誤FN2FN1GF當(dāng)前23頁，總共74頁。約束力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體1.光滑接觸面的約束(光滑指摩擦不計(jì))FFNFFNFNAFNB二、約束類型和確定約束力方向的方法：當(dāng)前24頁，總共74頁。FN—壓力角節(jié)圓漸開線FN當(dāng)前25頁，總共74頁。

繩索類只能受拉，所以它們的約束力是作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體。2.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束PPTF1F'1F'2F2FBFAFPBAPFA'FB'BA當(dāng)前26頁，總共74頁。3.光滑圓柱鉸鏈約束（1）圓柱鉸鏈A銷釘動(dòng)畫27.avi當(dāng)前27頁，總共74頁。3.光滑圓柱鉸鏈約束（1）圓柱鉸鏈A銷釘帶銷釘不帶銷釘FAy'FAx'FAxFAy當(dāng)前28頁，總共74頁。銷釘FAyFAxFAy'FyFxFxFyFAx'當(dāng)前29頁，總共74頁。(2)固定鉸支座FxFyFxFy動(dòng)畫25.avi當(dāng)前30頁，總共74頁。(3)滾動(dòng)支座（輥軸支座）FNFN'動(dòng)畫26.avi當(dāng)前31頁，總共74頁。FAFA當(dāng)前32頁，總共74頁。固定鉸支座活動(dòng)鉸支座當(dāng)前33頁，總共74頁。(4)向心軸承FyFz軸承座軸承當(dāng)前34頁，總共74頁。一、受力分析

根據(jù)已知條件、約束類型并結(jié)合基本概念和公理，分析物體的受力情況，這個(gè)過程稱為物體的受力分析?！?-3物體的受力分析和受力圖作用在物體上的力有兩類：另一類是：被動(dòng)力，即約束力。一類是:主動(dòng)力,如重力,風(fēng)力,氣體壓力等。解決力學(xué)問題時(shí)，首先要選定需要進(jìn)行研究的物體，即選擇研究對象。當(dāng)前35頁，總共74頁。二、分離體

解除了約束的物體稱為分離體。三、受力圖

將作用于該分離體的所有力以力矢表示在簡圖上。當(dāng)前36頁，總共74頁。[例1-4]（P16）三鉸拱，畫出拱AC和拱CB的受力圖。CABFCBCAFFC'FAxFAyFCFB二力桿當(dāng)前37頁，總共74頁。[例1-4]（P16）三鉸拱，畫出拱AC和拱CB的受力圖。CBCAFFC'FAxFAyFCFB二力桿FFACAFC'應(yīng)用三力匯交定理當(dāng)前38頁，總共74頁。畫物體受力圖主要步驟為：[例1]分別畫球和AB桿的受力圖?；?1)選研究對象；(2)取分離體；(3)畫上主動(dòng)力；(4)畫出約束反力。FEFDFBFDFAxFAyFBFDFA當(dāng)前39頁，總共74頁。[例1-5]（P16）梯子如圖，畫出繩子DE和梯子AB和AC部分以及整個(gè)系統(tǒng)的受力圖。CABFHDEDEFDFECEAFCFAxFAyFEFABHDFBFAxFAyFD解：當(dāng)前40頁，總共74頁。FCABHDEFCFB[整體]FCFB梯子如圖，畫出繩子DE和梯子AB和AC部分以及整個(gè)系統(tǒng)的受力圖。CABFHDE[例1-5]（P16）當(dāng)前41頁，總共74頁。FCABHDEFCFBCABFHDE[整體]系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力稱為內(nèi)力P17：內(nèi)力對系統(tǒng)的作用效應(yīng)互相抵消，因此可以除去，并不影響整個(gè)系統(tǒng)的平衡。故內(nèi)力在受力圖上不必畫出。錯(cuò)誤的畫法當(dāng)前42頁，總共74頁。除重力、電磁力外，物體之間只有通過接觸才有相互機(jī)械作用力，要分清研究對象（受力體）都與周圍哪些物體（施力體）相接觸，接觸處必有力，力的方向由約束類型而定。2、不要多畫力要注意力是物體之間的相互機(jī)械作用。因此對于受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)能明確地指出它是哪一個(gè)施力體施加的。1、不要漏畫力畫受力圖應(yīng)注意的問題當(dāng)前43頁，總共74頁。約束反力的方向必須嚴(yán)格地按照約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據(jù)主動(dòng)力的方向來簡單推想。在分析兩物體之間的作用力與反作用力時(shí)，要注意，作用力的方向一旦確定，反作用力的方向一定要與之相反，不要把箭頭方向畫錯(cuò)。3、不要畫錯(cuò)力的方向4、受力圖上不能再帶約束。

即受力圖一定要畫在分離體上。當(dāng)前44頁，總共74頁。一個(gè)力，屬于外力還是內(nèi)力，因研究對象的不同，有可能不同。當(dāng)物體系統(tǒng)拆開來分析時(shí)，原系統(tǒng)的部分內(nèi)力，就成為新研究對象的外力。5、受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。錯(cuò)誤的畫法：CABFHDEFCFB[整體]當(dāng)前45頁，總共74頁。對于某一處的約束反力的方向一旦設(shè)定，在整體、局部或單個(gè)物體的受力圖上要與之保持一致。6、同一系統(tǒng)各研究對象的受力圖必須整體與局部一致，相互協(xié)調(diào)，不能相互矛盾。7、正確判斷二力構(gòu)件。當(dāng)前46頁，總共74頁。畫出下列各構(gòu)件的受力圖和整體的受力圖[例5]FCFDFHFFByFBxFAxFAyF'CF'BxF'ByF'HFDFAyFAxFFAyFAxFDF當(dāng)前47頁，總共74頁。DCE[例6]FABDCE60o60oABC30oFBD[整體][BD桿][AC桿]畫出下列各構(gòu)件的受力圖和整體的受力圖[CE桿]FAxFAyFExFEyFAxFAyFExFEyFBFBFDxFDyFCxFCyF'DxF'DyF'CxF'Cy30o48當(dāng)前48頁，總共74頁。BCDAEqHDEFEDFDEFEDFBxFByBqEAHDFAxFAyFDEFBxFByFAxFAy[例7]畫出下列各構(gòu)件的受力圖和整體的受力圖CHFCFCFHFH49當(dāng)前49頁，總共74頁。ABEDCFFAxFAyFBxFBy[整體][AC桿][例8]畫出下列各構(gòu)件的受力圖和整體的受力圖BECDCFC2xFC2yDACFDxFDyFFFFFFFCFC1xFC1y[BC桿]FＣxFＣyFAxFAyFBxFByF'DxF'Dy50當(dāng)前50頁，總共74頁。DACEABHDEPFAxFAyFBxFBy[整體][AC桿][題1-2(j)]畫出下列各構(gòu)件的受力圖和整體的受力圖BECDCFCxFCyFDxFDyFPF1FFFFEFE1xFE1y[BC桿]FExFEyFAxFAyFBxFByF'DxF'DyCFCxFCy''HFFF151當(dāng)前51頁，總共74頁。[題1-2（i）]（P25）畫出下列各物體和整體的受力圖OCAFCxFOxFCyOCFBADEBAEFBxFByCFDEFEFAyFAx

FCx′FCy′′FAy′FE′FAx′FBxFByFOyFOxFOy當(dāng)前52頁，總共74頁。[例6]畫各物體的受力圖和整體的受力圖。DCEKABPIIIBDFBDFDB[BD桿]當(dāng)前53頁，總共74頁。DCEKABPIIIBDFBDFDBFAFCxFCyFBxFByABCCF’CxF’CyFKFEyFEx[AB桿][DE桿][DB桿]DEF’DB當(dāng)前54頁，總共74頁。DCEKABPIIIF2F1FBII[輪子II]F’KF’IFB1xFB1yI[輪子I]當(dāng)前55頁，總共74頁。DCEKABPIIIBFBDDFDBFAFCxFCyFBxFByABCF’KF’IFB1xFB1yIF’BxF’B1yF’B1xF’BF’DBF’By[銷釘B]當(dāng)前56頁，總共74頁。[整體]DCEKABPIIIFExFEyFA當(dāng)前57頁，總共74頁。FBCCBFCBDFBCA[題1-3(a)]（P26）畫出下列各物體和整體的受力圖當(dāng)前58頁，總共74頁。BADADFBCAFBCFABFADFDBFBDF銷釘AFADFABFAxFAyFFFAxFAyFBCCBFCB當(dāng)前59頁，總共74頁。DPBCADPBCAFCBFAxFAy當(dāng)前60頁，總共74頁。PABCACFACF′CBPCBFCBFBC[例]畫各桿的受力圖。當(dāng)前61頁，總共74頁。[思考題1-5]（P18）改錯(cuò)。PBAPFBFAxFAyBAPFBFABA當(dāng)前62頁，總共74頁。[思考題1-5]（P19）改錯(cuò)。PFAFBFCPABC當(dāng)前63頁，總共74頁。[思考題1-5]（P19）改錯(cuò)。ABPABPFAFBABPFAFBxFBy當(dāng)前64頁，總共74頁。[題1-3(d)]畫各桿、整體、銷釘A的受力圖。[整體]FFAFCyFCxACDBF當(dāng)前65頁，總共74頁。FFAyFAxBA

FByFBxFDAFADFCyFCxDBCFBxFDAFByAFAxFAyFAFADACDBF''''FA'A

D

當(dāng)前66頁，總共74頁。[例9]（P31-32）FCyFCxT1T2T1T2T3FCAFCBFBCFCBFACFCAPHACBET2T3T