理论力学复习指南

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1、《理论力学》复习指南第一部分静力学一．静力学基本概念和物体的受力分析1．静力学基本概念力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体运动状态发生变化或使物体产生变形。前者称为力的运动效应，后者称为力的变形效应。力对物体的作用决定力的三要素：大小、方向、作用点。力是一定位矢量。刚体是在力作用下不变形的物体，它是实际物体抽象化的力学模型。等效若两力系对物体的作用效应相同，称两力系等效。用一简单力系等效地替代一复杂力系称为力系的简化或合成。2．静力学基本公理力的平行四边形法则给出了力系简化的一个基本方法，是力的合成法则,也是一个力分解成两个力的分解法则。二力平衡公理是最简单的力

2、系平衡条件。加减平衡力系公理是研究力系等效变换的主要依据。作用与反作用定律概括了物体间相互作用的关系。刚化公理给出了变形体可看作刚体的条件。3.约束类型及其约束力限制非自由体位移的周围物体称为约束。工程中常见的几种约束类型及其约束力光滑接触面约束约束力作用在接触点处，方向沿接触面公法线并指向受力物体。柔索约束约束力沿柔索而背离物体。铰链约束约束力在垂直销钉轴线的平面内，并通过销钉中心。约束力的方向不能预先确定，常以两个正交分量Fx和Fy表示。滚动支座约束约束力垂直滚动平面，通过销钉中心。球铰约束约束力通过球心，但方向不能预先确定，常用三个正交分量Fx，Fy，Fz表示

3、。止推轴承约束约束力有三个分量Fx，Fy，Fz。4.受力分析对研究对象进行受力分析、画受力图时，应先解除约束、取分离体，并画出分离体所受的全部已知载荷及约束力。画受力图的要点（1）　熟知各种常见约束的性质及其约束力的特点。（2）　判断二力构件及三力构件，并根据二力平衡条件及三力平衡条件确定约束力的方向。（3）　熟练、正确表出作用力与反作用力。15二．平面力系1.力矩力矩是度量力对物体转动效果的物理量。平面问题中力F对O点之矩记为　　　　　　　　　　　　　　　　　　MO(F)=Fh平面问题中力矩是代数量。　合力矩定理平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于各分力对该点

4、之矩的代数和，即　　　　　　　　　　　　　　　　　　2．平面力偶系的合成和平衡条件（1）力偶与力偶矩大小相等，方向相反，作用线平行的两个力F,F’组成力偶，力偶是一特殊力系。力偶对物体只有转动效应，它与一个力不等效，不能用一个力来平衡。　　力偶对物体的转动效应决定于力偶矩，即　　　　　　　　　　　　　　　力偶矩是代数量。取逆时针转向为正，反之为负。力偶对任意点之矩等于力偶矩，与矩心位置无关。力偶等效条件同平面内的两个力偶，如力偶矩相等，则两力偶等效。力偶的等效性表明:只要力偶矩不变，可任意改变力的大小和力偶臂的长短；力偶也可在作用面内任意移转。（2）平面力偶系的合成

5、　　同平面力偶系可合成为一合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和　（3）平面力偶系的平衡条件　　力偶系平衡的必要和充分条件是：合力偶矩等于零，即　　一个独立的平衡方程，可解一个未知量。3．力的平移定理　　作用在刚体上的力，可平行移动到刚体上任一点，平移时需附加一力偶，附加力偶的力偶矩等于原作用力对平移点之矩，称为力的平移定理。该定理表明，一个力可以等效于一个力和一个力偶。其逆定理表明，可将平面内的一个力和一个力偶等效于一个力。应用力的平移定理，将力系向一点简化的方法是力系简化的普遍方法。4．平面力系向平面内一点简化力系向任一点O（称简化中心）简化，得到通过简化中心的

6、一个力及一个力偶。力的大小、方向决定于力系的主矢量，力偶的矩决定于力系对简化中心的主矩。力系中各力的矢量和称为力系的主矢量(简称主矢)。即　　　　　　　　　　　　主矢量与简化中心位置无关。15力系中各力对简化中心之矩的代数和称为力系对简化中心的主矩。即　　　　　　　　　　　　主矩与简化中心位置有关。5．主矢和主矩的解析式　　如以简化中心为原点，建立直角坐标系Oxy则主矢与主矩的解析表达式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式中Xi，Yi为力系中各力在坐标轴上的投影，xi，yi为力Fi作用点的坐标。6．平面力系平衡的必要和充分条件力系的主矢和主矩都等

7、于零，即：　　　　　　　　　　　平面力系平衡方程的三种形式基本形式二力矩式三力矩式A、B连线与x轴不垂直A、B、C三点不共线[[例]已知：P=20kN,m=16kN·m,q=20kN/m,a=0.8m求：A、B的支反力。解①研究AB梁；②受力如图；③取Axy直角坐标；④列平衡方程求解：解得：15三．空间任意力系1．计算力在空间直角坐标轴上的投影有两种方法一次〔直接〕投影法二次（间接）投影法。2．力对轴之矩　　力对轴之矩是力使物体绕轴转动效果的度量，是代数量，可按定义或解析式计算。当力与轴相交或平行时，力对该轴之矩等于零。3．力对点之矩　　力对点之矩是力使物体绕该