理论力学(静力学).doc

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1、...大学《理论力学》课程教案2005版机械、土木等多学时各专业用2005年8月.......使用教材：《理论力学》，祥东主编，大学2002年《理论力学》，工业大学，高等教育2004年《EngineeringMechanics理论力学》，昌棋等缩编，大学2005年参考文献［1］同济大学理论力学教研室，理论力学，同济大学，2001年［2］乔宏洲，理论力学，中国建筑工业，1997年［3］华东水利学院工程力学教研室，理论力学，高等教育，1984年［4］理论力学（第六版）工业大学理力教研室编．普通高等教育“十五”国家级规划教材高等教育．2002年8月［

2、5］理论力学（第3版）郝桐生编．教育科学“十五”国家规划课题研究成果高等教育．2003年9月［6］理论力学（第1版）武清玺奇主编．教育科学“十五”国家规划课题研究成果高等教育．2003年8月.......第1篇静力学第1章静力学基本知识与物体的受力分析一、目的要求1．深入地理解力、刚体、平衡和约束等基本概念。2．深入地理解静力学公理（或力的基本性质）。3．明确和掌握约束的基本特征及约束反力的画法。4．熟练而正确地对单个物体与物体系统进行受力分析，画出受力图。二、基本容1．重要概念1）平衡：物体机械运动的一种特殊状态。在静力学中，若物体相对于地面

3、保持静止或作匀速直线平动，则称物体处于平衡。2）刚体：在力作用下或运动过程中不变形的物体。刚体是理论力学中的理想化力学模型。3）约束：对非自由体的运动预加的限制条件。在刚体静力学中指限制研究对象运动的物体。约束对非自由体施加的力称为约束反力。约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反。4）力：物体之间的一种相互机械作用。其作用效果可使物体的运动状态发生改变和使物体产生变形。前者称为力的运动效应或外效应，后者称为力的变形效应或效应，理论力学只研究力的外效应。力对物体作用的效应取决于力的大小、方向、作用点这三个要素，且满足平行

4、四边形法则，故力是定位矢量。5）力的分类：集中力、分布力（体分布力、面分布力、线分布力）主动力、约束反力6）力系：同时作用于物体上的一群力称为力系。按其作用线所在的位置，力系可以分为平面力系和空间力系；按其作用线的相互关系，力系分为共线力系、平行力系、汇交力系和任意力系等等。7）等效力系：分别作用于同一刚体上的两组力系，如果它们对该刚体的作用效果完全相同，则此两组力系互为等效力系。8）平衡力系：若物体在某力系作用下保持平衡，则称此力系为平衡力系。9）力的合成与分解：若力系与一个力FR等效，则力FR.......称为力系的合力，而力系中的各力称为

5、合力FR的分力。用一个比原力系简单但作用效果相同的力系代替原力系称为力系的合成（简化）；反之，一个力FR用其分力代替，称为力的分解。2．静力学公理及其推论公理1：力的平行四边形法则给出了最简单的力系的简化规律，也是较复杂力系简化的基础。另外，它也给出了将一个力分解为两个力的依据。公理2：二力平衡条件指出了作用于刚体上最简单力系的平衡条件。对刚体而言，这个条件既必要又充分，但对非刚体而言，这个条件并不充分。公理3：加减平衡力系公理此公理是研究力系等效变换的依据，同样也只适用于刚体而不适用于变形体。推论1：力的可传性表明作用于刚体上的力是滑动矢量。

6、推论2：三力平衡汇交定理给出了三个不平行的共面力构成平衡力系的必要条件。当刚体受不平行的三力作用处于平衡时，常利用这个关系确定未知力的作用线方位。公理4：作用和反作用定律揭示了物体之间相互作用力的定量关系，它是分析物体间受力关系时必须遵循的原则，也为研究多个物体组成的物体系统问题提供了基础。公理5：刚化原理阐明了变形体抽象为刚体模型的条件，并指出刚体平衡的必要和充分条件只是变形体平衡的必要条件。3．工程中常见的约束类型及其反力的画法。1）光滑接触面：其约束反力沿接触点的公法线，指向被约束物体。2）光滑圆柱铰链和径向轴承：其约束反力位于垂直于销钉

7、轴线的平面，经过轴心，通常用过轴心的两个大小未知的正交分力表示。3）固定铰支座：其约束反力与光滑圆柱铰链相同。4）活动铰支座：与光滑接触面类似。其约束反力垂直于光滑支承面。5）光滑球铰链：其约束反力过球心，通常用空间的三个正交分力表示。6）止推轴承：其约束反力常用空间的三个正交分力表示。.......7）链杆约束：所受约束反力必沿链杆中心线，指向待定。8）柔体约束：其约束反力为沿柔索方向的一个拉力，该力背离被约束物体。4．受力分析及画受力图正确地进行物体的受力分析并画其受力图，是分析、解决力学问题的基础。画受力图时必须注意以下几点：①明确研究对

8、象。根据求解需要，可以取单个物体为研究对象，也可以取由几个物体组成的系统为研究对象。不同的研究对象的受力图是不同的。②正确确定研究对象受力的数目。由于