工程力学绪论及第一章课件

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1、工程力学教师:王剑莉教研室：新图书馆612室授课方式：讲授、讨论相结合（理论72学时，实验8学时）要求：认真听课，做好笔记课前预习，完成作业闭卷考试期末成绩：考试成绩70分平时成绩30分平时成绩构成：上课提问、习题、出勤；作业完成情况；课堂笔记工程师：这是一群羊（整体）力学家：这是一群绵羊（细节）物理学家：这是一群白色的绵羊（更细节）数学家：这是一群至少单面白色的绵羊（严密）一、力学的发展史绪论达芬奇早在(公元前287~212)古希腊阿基米德著的《论比重》就奠定了静力学基础。意大利的达芬奇(1452~1519)研究滑动摩

2、擦、平衡、力矩。波兰的哥白尼(1473~1543)创立宇宙“日心说”绪论瑞士的伯努利(1667~1748)虚位移原理瑞士的欧拉(1707~1783)著出《力学》用微分方程研究法国达朗伯(1717~1785)名著《动力学专论》达朗伯原理。法国拉格朗日(1736~1813)提出第二类拉格朗日方程绪论二、力学与工程实际的联系南京长江二桥2001年3月26日建成通车，桥面宽32米三峡大坝绪论绪论绪论绪论奥迪轿车工程力学静力学材料力学静力学第一篇《静力学》静力学第一章静力学的基本概念、受力分析与受力图第二章平面汇交力系第三章力矩平

3、面力偶系第四章平面任意力系第六章空间力系静力学第一章静力学的基本概念、受力分析与受力图§1-1力的概念§1-2刚体的概念§1-3静力学公理§1-4约束与约束反力§1-5物体的受力分析受力图工程力学静力学材料力学第一篇静力学静力学主要研究物体在力系作用下平衡的问题。作用在物体上的所有的力。物体相对于惯性参考系（如地面）保持静止或做匀速直线运动。（静力学主要研究静平衡问题。）静力学主要讨论：物体的受力分析力系的等效替换（或简化）力系的平衡力的三要素：大小、方向、作用点§1-1力的概念力是矢量在国际单位制(SI制)中，力的单位

4、是牛[顿]或者千牛[顿]，符号为牛(N)或千牛(kN)。第一章静力学公理和物体的受力分析力是物体间相互的机械作用外效应内效应集中力汽车通过轮胎作用在桥面上的力分布力桥面板作用在钢梁的力刚体是指在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体。§1-2刚体的概念刚体与变形体模型刚体变形体变形体对于塔吊和组成塔吊的每一根杆件刚体研究塔吊不致倾倒，确定所需配重§1-3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

5、角线确定，如图所示。合力矢(合力的大小和方向)(矢量的和)亦可用力三角形求得合力矢合力矢与分力作图次序无关。公理2二力平衡条件使刚体平衡的充分必要条件最简单力系的平衡条件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。二力构件二力构件是指只在两个力作用下而平衡的构件。二力构件的受力特点是：两个力的方向沿作用点的连线。二力构件在受力分析中所占地位非常重要，必须先把它识别出来。公理3加减平衡力系原理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。推理

6、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。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。注：只适用于刚体且一个刚体。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。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。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

7、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。我们研究物体的运动时，可能遇到两种情况：§1-4约束和约束力物体在空间的运动是不受限制的自由体物体在空间的运动受到某些限制非自由体约束：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。约束力大小方向作用点——待定——与该约束所能阻碍的位移方向相反——接触处由于周围约束的作用，物体不能自

8、由的运动，这种约束的作用以力的形式表现出来，便是约束给物体的作用力。——待定非自由体的运动形式取决于两种力的共同作用：主动力——这一类力主动地使物体运动或是物体有运动的趋势，一般为已知。约束力（被动力）——当物体在约束限制的运动方向上有运动趋势时，就会受到约束的阻碍，这种阻碍作用就是约束作用与物体的约束力。一般为未知