理論力學(xué)第七版第一章課件

1.理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容理論力學(xué)——研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。

機(jī)械運(yùn)動：物體在空間的位置隨時間的變化。包括：車輛行使，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、水的流動、建筑物的振動。運(yùn)動是物質(zhì)存在的形式，它的范圍很廣：物體位置的變化、發(fā)光、發(fā)熱、化學(xué)變化甚至人腦的思維等。理論力學(xué)緒論平衡：是機(jī)械運(yùn)動的特殊形式。---1.理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容理論力學(xué)——研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律

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)．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

只從幾何的角度來研究物體的運(yùn)動（如軌跡、速度、加速度等），而不研究引起物體運(yùn)動的物理原因。運(yùn)動學(xué)---只從幾何的角度來研究物體的運(yùn)動（如軌跡、運(yùn)動學(xué)研究受力物體的運(yùn)動和作用力之間的關(guān)系。動力學(xué)---研究受力物體的運(yùn)動和作用力之間的關(guān)系。動力學(xué)---2.理論力學(xué)發(fā)展簡史

理論力學(xué)是以伽利略(GalileoA.D.1564---1642年)和牛頓(NewtonA.D.1642-1727年)所總結(jié)的關(guān)于機(jī)械運(yùn)動的基本定律為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，屬于古典力學(xué)的范疇。實際上它的研究對象的速度必須遠(yuǎn)小于光速(300000km/s)，才足夠準(zhǔn)確。在這里有必要研究一下它的發(fā)展簡史。理論力學(xué)緒論---2.理論力學(xué)發(fā)展簡史理論力學(xué)是以伽利略(Galileo1遠(yuǎn)在奴隸社會時代，我國勞動人民就積累了比較豐富的力學(xué)知識，如杠桿原理、功的原理、滾動磨擦的原理。我國古代的墨經(jīng)是一部最早記述有關(guān)力學(xué)原理的著作。在歐州，比墨經(jīng)稍晚一些，相繼出現(xiàn)了亞里士多德的“物理學(xué)”和阿基米德的“論比重”等著作，奠定了靜力學(xué)的基礎(chǔ)。在那個時期，出現(xiàn)爭論的事很多，我們大家可能都還記得高中時學(xué)過的比薩斜塔前的實驗，那個時候亞里士多德(Aristotle,B.C.384-322)認(rèn)為物體下落的速度與其重量成正比，直到十七世紀(jì)，伽利略才推翻了這個錯誤的認(rèn)識。還有太陽中心說及地球中心論等等許多的爭論。理論力學(xué)緒論---1遠(yuǎn)在奴隸社會時代，我國勞動人民就積累了比較豐富的力學(xué)知識2十六到十七世紀(jì)，力學(xué)開始形成一門獨(dú)立的系統(tǒng)的學(xué)科，伽利略提出了加速度的概念，從而奠定了動力學(xué)的基礎(chǔ)。牛頓在總結(jié)前人的研究成果后，寫出了《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》一書(1687年)，對動力學(xué)作了系統(tǒng)的描述，提出了牛頓三定律，它是整個古典力學(xué)的基礎(chǔ)。理論力學(xué)緒論---2十六到十七世紀(jì)，力學(xué)開始形成一門獨(dú)立的系統(tǒng)的學(xué)科，伽利略3十八、十九世紀(jì)是理論力學(xué)發(fā)展成熟的時期，相繼提出了重要的虛位移原理、達(dá)朗伯原理以及拉格朗日方程。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了分析力學(xué)。進(jìn)入二十世紀(jì)，由于新技術(shù)革命的需要，又相繼產(chǎn)生了非線性振動、陀螺力學(xué)、飛行力學(xué)、彈道學(xué)等一系列分支力學(xué)。理論力學(xué)緒論

我國古代人民(十四世紀(jì)以前)在力學(xué)的發(fā)展上始終走在世界的前列，只是在近代封建社會的統(tǒng)治下，才變得比較落后。解放后，力學(xué)才又重新煥發(fā)出生機(jī)。---3十八、十九世紀(jì)是理論力學(xué)發(fā)展成熟的時期，相繼提出了重要的

在力學(xué)的發(fā)展史上，我國不乏光輝的實例，公元前250年，李冰建成了至今聞名中外的都江堰，東漢的張衡發(fā)明了地動儀，隋代的李春建成的趙州橋，至今仍屹立著，已有一千三百多年歷史。我們大家不要認(rèn)為制造一座橋很簡單，實際上它要綜合理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等一系列的知識。談到這兒，我們不禁要談到二次大戰(zhàn)中的一個真實故事，當(dāng)時德國的一支部隊打勝仗后舉行隆重的慶祝儀式，浩浩蕩蕩從一座橋上通過，結(jié)果還沒走到中間橋就“轟”的一聲塌了，事后查明是由于部隊的步伐使橋發(fā)生了共振現(xiàn)象，使許多士兵遭到了水災(zāi)之苦。理論力學(xué)緒論---在力學(xué)的發(fā)展史上，我國不乏光輝的實例，公元前25岷江上的大型引水樞紐工程，也是現(xiàn)有世界上歷史最長的無壩引水工程。始建于公元前256～前251年。都江堰理論力學(xué)緒論---岷江上的大型引水樞紐工程，也是現(xiàn)有世界上歷史最長的無壩引水工趙州橋(安濟(jì)橋)591～599年，跨度37.4米,采用拱高只有7米的淺拱-敞肩拱，敞肩拱的運(yùn)用為世界橋梁史上的首創(chuàng)，并有“世界橋梁鼻祖”的美譽(yù)。理論力學(xué)緒論---趙州橋(安濟(jì)橋)591～599年，跨度37.4米,采用拱高只

東漢時期，中國發(fā)生地震的次數(shù)是比較多的，為了測定地震方位，及時地挽救人民的生命財產(chǎn)，公元126年，張衡在第二次擔(dān)任太史令之后，就注意掌握收集地震的情報和記錄，經(jīng)過多年的潛心研究，終于在公元132年(東漢順帝陽嘉元年)，發(fā)明了世界上第一臺測定地震方位的科學(xué)儀器——候風(fēng)地動儀。張衡與地動儀理論力學(xué)緒論---東漢時期，中國發(fā)生地震的次數(shù)是比較多的，為了測1056年建成，采用筒體結(jié)構(gòu)和各種斗拱，900多年來經(jīng)受過多次地震的考驗。山西應(yīng)縣木塔理論力學(xué)緒論---1056年建成，采用筒體結(jié)構(gòu)和各種斗拱，900多年來經(jīng)受過多橋梁的共振破壞理論力學(xué)緒論點(diǎn)擊圖片可以播放影片---橋理論力學(xué)緒論點(diǎn)擊圖片可以播放影片---塔科馬（Tacoma）橋風(fēng)振致毀

1940年11月7日，美國華盛頓州塔科馬橋因風(fēng)振致毀。這一嚴(yán)重的橋梁事故，開始促使人們對懸索橋結(jié)構(gòu)的空氣動力穩(wěn)定問題進(jìn)行研究。該橋主跨長853.4m，全長1810.56m，橋?qū)?1.9m，而梁高僅1.3m。通過兩年時間的施工，于1940年7月1日建成通車。但由于當(dāng)時人們對柔性結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動力響應(yīng)的認(rèn)識還不深入，該橋的加勁梁型式極不合理（板式鋼梁），導(dǎo)致在中等風(fēng)速(19m/s)下結(jié)構(gòu)就發(fā)生破壞。幸好在橋梁破壞之前封閉了交通。據(jù)說，在出事當(dāng)天，一位記者把車停在橋上，并把一條狗留在車內(nèi)。橋倒塌時，只有他本人跑到了橋臺處。該橋破壞時，當(dāng)?shù)豑acoma報社的編輯LeonardCostsworth恰好路過，并用攝影機(jī)記錄下一段珍貴的膠片。這才使得后人有機(jī)會一睹當(dāng)年橋毀場面。當(dāng)?shù)氐膱蠹堃院啙嵉臉?biāo)題對這場事故作了報道，“損失：一座橋、一輛汽車、一條狗”。10年以后，才開始重新修建塔科馬橋。仍采用懸索橋型式，但加勁梁改為桁架式。新橋總長較舊橋長12m，于1950年10月14日建成通車。---塔科馬（Tacoma）橋風(fēng)振致毀

---1由于我們是工科專業(yè)，而工科專業(yè)要較多地接觸機(jī)械運(yùn)動的問題，學(xué)好了理論力學(xué)，應(yīng)用所學(xué)的其它知識，我們基本上能解決實際生活中的機(jī)械運(yùn)動問題。理論力學(xué)緒論2理論力學(xué)是學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)，理論力學(xué)是研究力學(xué)中最普通的最基本的規(guī)律，很多課程如材料力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、飛行力學(xué)、振動理論、斷裂力學(xué)都要以理論力學(xué)的內(nèi)容為基礎(chǔ)。3.學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的---1由于我們是工科專業(yè)，而工科專業(yè)要較多地接觸機(jī)械運(yùn)動的問理論力學(xué)緒論3隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交叉學(xué)科的地位也越來越重要。力學(xué)與其它學(xué)科的滲透形成了生物力學(xué)、爆炸力學(xué)、物理力學(xué)等邊緣學(xué)科，這就需要我們有堅實的理論力學(xué)基礎(chǔ)。---理論力學(xué)緒論3隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交叉學(xué)科的地位也越來4.力學(xué)的應(yīng)用航天工程核反應(yīng)堆工程航空工程石油工程機(jī)械工程電子工程土木工程計算機(jī)工程水利工程其它工程領(lǐng)域理論力學(xué)緒論理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、有限單元法等。---4.力學(xué)的應(yīng)用航天工程核反應(yīng)堆工程力學(xué)的應(yīng)用航天工程

理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用航天工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用

航天工程微小衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用航天工程微小衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)力學(xué)的應(yīng)用

航空工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用航空工程理論力學(xué)力學(xué)的應(yīng)用

機(jī)械工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用機(jī)械工程理論力學(xué)力學(xué)的應(yīng)用

土木工程上海南浦大橋理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用土木工程上海南浦大橋理力學(xué)的應(yīng)用

土木工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用土木工程理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用

水利工程美國胡佛大壩理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用水利工程美國胡佛大壩理論力學(xué)理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用

水利工程長江三峽工程---理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用水利工程長江三峽力學(xué)的應(yīng)用

核反應(yīng)堆工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用核反應(yīng)堆工程理論力學(xué)緒力學(xué)的應(yīng)用

石油工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用石油工程理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用

計算機(jī)工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用計算機(jī)工程理論力學(xué)緒論靜力學(xué)引言---靜力學(xué)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)．1、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖．2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復(fù)雜力系．3、建立各種力系的平衡條件：建立各種力系的平衡條件，并應(yīng)用這些條件解決靜力學(xué)實際問題．---靜力學(xué)：研究物體的受力分析、力系的等效替換（或簡化）

力：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變．

力系：一群力.

平衡：物體相對慣性參考系（如地面）靜止或作勻速直線運(yùn)動．幾個基本概念

剛體：在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的距離始終保持不變的物體.力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)平面匯交（共點(diǎn)）力系平面平行力系平面力偶系平面任意力系空間匯交（共點(diǎn)）力系空間平行力系空間力偶系空間任意力系力是矢量．---力：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析---第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析---§1-1靜力學(xué)公理公理1

力的平行四邊形法則

作用在物體上同一點(diǎn)的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點(diǎn)也在該點(diǎn)，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。合力(合力的大小與方向)(矢量和)亦可用力三角形求得合力矢---§1-1靜力學(xué)公理公理1力的平行四邊形法則

公理2二力平衡條件

使剛體平衡的充分必要條件最簡單力系的平衡條件

作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。---公理2二力平衡條件使剛體平衡的充分必要條件最簡單公理3

加減平衡力系原理推理1力的可傳性

作用在剛體上的力是滑動矢量，力的三要素為大小、方向和作用線．

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，并不改變該力對剛體的作用。---公理3加減平衡力系原理推理1力的可傳性作用在推理2

三力平衡匯交定理

作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個力的作用線通過匯交點(diǎn)。---推理2三力平衡匯交定理作用于剛體上三個相互平衡的公理4

作用和反作用定律

作用力和反作用力總是同時存在，同時消失，等值、反向、共線，作用在相互作用的兩個物體上．

在畫物體受力圖時要注意此公理的應(yīng)用．---公理4作用和反作用定律作用力和反作用力總是同時存公理5

剛化原理柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）反之不一定成立．剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡）

變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變.---公理5剛化原理柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對非自由體的作用力．約束力大小——待定方向——與該約束所能阻礙的位移方向相反作用點(diǎn)——接觸處§1-2約束和約束力---約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對非自由工程中常見的約束1.具有光滑接觸面（線、點(diǎn)）的約束（光滑接觸約束）---工程中常見的約束1.具有光滑接觸面（線、點(diǎn)）的約束（光滑接觸光滑接觸面約束---光滑接觸面約束---

光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱為法向約束力，用表示．---光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿2.由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用表示．---2.由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，又稱柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．膠帶對輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力．---柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．膠帶對輪的約束力沿3.光滑鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等）

（1）徑向軸承（向心軸承）

約束特點(diǎn)：軸在軸承孔內(nèi)，軸為非自由體、軸承孔為約束．

約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸處為光滑接觸約束——法向約束力．約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心．---3.光滑鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等

當(dāng)外界載荷不同時，接觸點(diǎn)會變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個通過軸心的正交分力表示．---當(dāng)外界載荷不同時，接觸點(diǎn)會變，則約束力的大小與方向均（2）光滑圓柱鉸鏈

約束特點(diǎn)：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀．---（2）光滑圓柱鉸鏈約束特點(diǎn)：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱光滑圓柱鉸鏈約束---光滑圓柱鉸鏈約束---約束力：

光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用兩個正交分力表示．其中有作用反作用關(guān)系

一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時，必須把銷釘單獨(dú)取出．---約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一（3）固定鉸鏈支座約束特點(diǎn)：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或機(jī)架固定而成．

約束力：與圓柱鉸鏈相同

以上三種約束（徑向軸承、光滑圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座）其約束特性相同，均為軸與孔的配合問題，都可稱作光滑圓柱鉸鏈．---（3）固定鉸鏈支座約束特點(diǎn)：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或4.其它類型約束

（1）滾動支座

約束特點(diǎn)：

在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間裝有光滑輥軸而成．

約束力：構(gòu)件受到垂直于光滑面的約束力．---4.其它類型約束（1）滾動支座約束特點(diǎn)：在上述固(2)球鉸鏈

約束特點(diǎn)：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動，但構(gòu)件與球心不能有任何移動．

約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題．約束力通過接觸點(diǎn),并指向球心,是一個不能預(yù)先確定的空間力.可用三個正交分力表示．

---(2)球鉸鏈約束特點(diǎn)：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件（3）止推軸承約束特點(diǎn)：

止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約束力：比徑向軸承多一個軸向的約束力，亦有三個正交分力．---（3）止推軸承約束特點(diǎn)：止推軸承比徑向軸承多一個軸向(5)球鉸鏈——空間三正交分力(6)止推軸承——空間三正交分力（2）柔索約束——張力（4）滾動支座——⊥光滑面（3）光滑鉸鏈——（1）光滑面約束——法向約束力總結(jié)(7)固定端——---(5)球鉸鏈——空間三正交分力(6)止推軸承——空間三正交分§1-3物體的受力分析和受力圖力學(xué)模型與力學(xué)簡圖在受力圖上應(yīng)畫出所有力，主動力和約束力（被動力）畫受力圖步驟：3.按約束性質(zhì)畫出所有約束（被動）力1.取所要研究物體為研究對象（分離體），畫出其簡圖2.畫出所有主動力物體的受力分析和受力圖---§1-3物體的受力分析和受力圖在受力圖上應(yīng)畫出所有力例1-1畫出簡圖畫出主動力畫出約束力碾子重為，拉力為，、處光滑接觸，畫出碾子的受力圖．解：---例1-1畫出簡圖畫出主動力畫出約束力碾子重為，拉力為例1-2取屋架畫出主動力畫出約束力畫出簡圖屋架受均布風(fēng)力（N/m），屋架重為，畫出屋架的受力圖．解：---例1-2取屋架畫出主動力畫出約束力畫出簡圖屋架受均布風(fēng)力例1-3取桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如圖(b)水平均質(zhì)梁重為，電動機(jī)重為，不計桿的自重，畫出桿和梁的受力圖。解：---例1-3取桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如取梁，其受力圖如圖(c)若這樣畫，梁的受力圖又如何改動?

桿的受力圖能否畫為圖（d）所示？---取梁，其受力圖如圖(c)若這樣畫，梁的受力圖又例1-4不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖．右拱為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（b）所示解：---例1-4不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱系統(tǒng)整體受力圖如圖（d）所示取左拱,其受力圖如圖（c）所示---系統(tǒng)整體受力圖如圖（d）所示取左拱,其受力圖如圖（c）考慮到左拱三個力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱的受力圖，如圖（e）所示此時整體受力圖如圖（f）所示---考慮到左拱三個力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？如圖（g）（h）（i）---討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？如圖（g）（例1-5不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與整個系統(tǒng)受力圖．繩子受力圖如圖（b）所示解：---例1-5不計自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右梯子左邊部分受力圖如圖（c）所示梯子右邊部分受力圖如圖（d）所示---梯子左邊部分受力圖如圖（c）所示梯子右邊部分受力圖如圖（d）整體受力圖如圖（e）所示提問：左右兩部分梯子在

處，繩子對左右兩部分梯子均有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？---整體受力圖如圖（e）所示提問：左右兩部分梯子在處，繩子對力學(xué)模型與力學(xué)簡圖

對任何實際問題進(jìn)行力學(xué)分析、計算時，都要將實際問題抽象成為力學(xué)模型，任何力學(xué)計算實際都是針對力學(xué)模型進(jìn)行的。

例如對橋梁進(jìn)行力學(xué)計算，實際上是指對這橋梁的力學(xué)模型進(jìn)行了計算。顯然，將實際問題化為力學(xué)模型是進(jìn)行力學(xué)計算所必須的重要而關(guān)鍵的一環(huán)，這一環(huán)進(jìn)行的好壞，將直接影響計算過程和計算結(jié)果。

將實際問題化為力學(xué)模型的過程稱為力學(xué)建模。由于理論力學(xué)中將物體視為剛體，因此其力學(xué)模型可以用簡圖來表達(dá)，這類簡圖稱為力學(xué)簡圖。---力學(xué)模型與力學(xué)簡圖對任何實際問題進(jìn)行力學(xué)分析、計算時

在建立力學(xué)模型時，要抓住關(guān)鍵、本質(zhì)的方面，忽略次要的方面。例如：忽略變形剛體三維問題平面問題幾何形狀圓形作用在圓心重力和力的簡化A，B處約束力的簡化點(diǎn)接觸光滑接觸力學(xué)模型---在建立力學(xué)模型時，要抓住關(guān)鍵、本質(zhì)的方面，忽略例如：理論力學(xué)中力學(xué)模型常遇到的幾個方面材料假設(shè)為均勻；將物體視為剛體；幾何形狀簡化為圓柱、圓盤、板、桿及由它們組成的簡單形狀；受力簡化為集中力、分布力；接觸簡化為光滑鉸鏈、光滑接觸、柔索等。---理論力學(xué)中力學(xué)模型常遇到的幾個方面材料假設(shè)為均勻；--1.理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容理論力學(xué)——研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。

機(jī)械運(yùn)動：物體在空間的位置隨時間的變化。包括：車輛行使，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、水的流動、建筑物的振動。運(yùn)動是物質(zhì)存在的形式，它的范圍很廣：物體位置的變化、發(fā)光、發(fā)熱、化學(xué)變化甚至人腦的思維等。理論力學(xué)緒論平衡：是機(jī)械運(yùn)動的特殊形式。---1.理論力學(xué)的研究對象和內(nèi)容理論力學(xué)——研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律

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)．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

只從幾何的角度來研究物體的運(yùn)動（如軌跡、速度、加速度等），而不研究引起物體運(yùn)動的物理原因。運(yùn)動學(xué)---只從幾何的角度來研究物體的運(yùn)動（如軌跡、運(yùn)動學(xué)研究受力物體的運(yùn)動和作用力之間的關(guān)系。動力學(xué)---研究受力物體的運(yùn)動和作用力之間的關(guān)系。動力學(xué)---2.理論力學(xué)發(fā)展簡史

理論力學(xué)是以伽利略(GalileoA.D.1564---1642年)和牛頓(NewtonA.D.1642-1727年)所總結(jié)的關(guān)于機(jī)械運(yùn)動的基本定律為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，屬于古典力學(xué)的范疇。實際上它的研究對象的速度必須遠(yuǎn)小于光速(300000km/s)，才足夠準(zhǔn)確。在這里有必要研究一下它的發(fā)展簡史。理論力學(xué)緒論---2.理論力學(xué)發(fā)展簡史理論力學(xué)是以伽利略(Galileo1遠(yuǎn)在奴隸社會時代，我國勞動人民就積累了比較豐富的力學(xué)知識，如杠桿原理、功的原理、滾動磨擦的原理。我國古代的墨經(jīng)是一部最早記述有關(guān)力學(xué)原理的著作。在歐州，比墨經(jīng)稍晚一些，相繼出現(xiàn)了亞里士多德的“物理學(xué)”和阿基米德的“論比重”等著作，奠定了靜力學(xué)的基礎(chǔ)。在那個時期，出現(xiàn)爭論的事很多，我們大家可能都還記得高中時學(xué)過的比薩斜塔前的實驗，那個時候亞里士多德(Aristotle,B.C.384-322)認(rèn)為物體下落的速度與其重量成正比，直到十七世紀(jì)，伽利略才推翻了這個錯誤的認(rèn)識。還有太陽中心說及地球中心論等等許多的爭論。理論力學(xué)緒論---1遠(yuǎn)在奴隸社會時代，我國勞動人民就積累了比較豐富的力學(xué)知識2十六到十七世紀(jì)，力學(xué)開始形成一門獨(dú)立的系統(tǒng)的學(xué)科，伽利略提出了加速度的概念，從而奠定了動力學(xué)的基礎(chǔ)。牛頓在總結(jié)前人的研究成果后，寫出了《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》一書(1687年)，對動力學(xué)作了系統(tǒng)的描述，提出了牛頓三定律，它是整個古典力學(xué)的基礎(chǔ)。理論力學(xué)緒論---2十六到十七世紀(jì)，力學(xué)開始形成一門獨(dú)立的系統(tǒng)的學(xué)科，伽利略3十八、十九世紀(jì)是理論力學(xué)發(fā)展成熟的時期，相繼提出了重要的虛位移原理、達(dá)朗伯原理以及拉格朗日方程。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了分析力學(xué)。進(jìn)入二十世紀(jì)，由于新技術(shù)革命的需要，又相繼產(chǎn)生了非線性振動、陀螺力學(xué)、飛行力學(xué)、彈道學(xué)等一系列分支力學(xué)。理論力學(xué)緒論

我國古代人民(十四世紀(jì)以前)在力學(xué)的發(fā)展上始終走在世界的前列，只是在近代封建社會的統(tǒng)治下，才變得比較落后。解放后，力學(xué)才又重新煥發(fā)出生機(jī)。---3十八、十九世紀(jì)是理論力學(xué)發(fā)展成熟的時期，相繼提出了重要的

在力學(xué)的發(fā)展史上，我國不乏光輝的實例，公元前250年，李冰建成了至今聞名中外的都江堰，東漢的張衡發(fā)明了地動儀，隋代的李春建成的趙州橋，至今仍屹立著，已有一千三百多年歷史。我們大家不要認(rèn)為制造一座橋很簡單，實際上它要綜合理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等一系列的知識。談到這兒，我們不禁要談到二次大戰(zhàn)中的一個真實故事，當(dāng)時德國的一支部隊打勝仗后舉行隆重的慶祝儀式，浩浩蕩蕩從一座橋上通過，結(jié)果還沒走到中間橋就“轟”的一聲塌了，事后查明是由于部隊的步伐使橋發(fā)生了共振現(xiàn)象，使許多士兵遭到了水災(zāi)之苦。理論力學(xué)緒論---在力學(xué)的發(fā)展史上，我國不乏光輝的實例，公元前25岷江上的大型引水樞紐工程，也是現(xiàn)有世界上歷史最長的無壩引水工程。始建于公元前256～前251年。都江堰理論力學(xué)緒論---岷江上的大型引水樞紐工程，也是現(xiàn)有世界上歷史最長的無壩引水工趙州橋(安濟(jì)橋)591～599年，跨度37.4米,采用拱高只有7米的淺拱-敞肩拱，敞肩拱的運(yùn)用為世界橋梁史上的首創(chuàng)，并有“世界橋梁鼻祖”的美譽(yù)。理論力學(xué)緒論---趙州橋(安濟(jì)橋)591～599年，跨度37.4米,采用拱高只

東漢時期，中國發(fā)生地震的次數(shù)是比較多的，為了測定地震方位，及時地挽救人民的生命財產(chǎn)，公元126年，張衡在第二次擔(dān)任太史令之后，就注意掌握收集地震的情報和記錄，經(jīng)過多年的潛心研究，終于在公元132年(東漢順帝陽嘉元年)，發(fā)明了世界上第一臺測定地震方位的科學(xué)儀器——候風(fēng)地動儀。張衡與地動儀理論力學(xué)緒論---東漢時期，中國發(fā)生地震的次數(shù)是比較多的，為了測1056年建成，采用筒體結(jié)構(gòu)和各種斗拱，900多年來經(jīng)受過多次地震的考驗。山西應(yīng)縣木塔理論力學(xué)緒論---1056年建成，采用筒體結(jié)構(gòu)和各種斗拱，900多年來經(jīng)受過多橋梁的共振破壞理論力學(xué)緒論點(diǎn)擊圖片可以播放影片---橋理論力學(xué)緒論點(diǎn)擊圖片可以播放影片---塔科馬（Tacoma）橋風(fēng)振致毀

1940年11月7日，美國華盛頓州塔科馬橋因風(fēng)振致毀。這一嚴(yán)重的橋梁事故，開始促使人們對懸索橋結(jié)構(gòu)的空氣動力穩(wěn)定問題進(jìn)行研究。該橋主跨長853.4m，全長1810.56m，橋?qū)?1.9m，而梁高僅1.3m。通過兩年時間的施工，于1940年7月1日建成通車。但由于當(dāng)時人們對柔性結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動力響應(yīng)的認(rèn)識還不深入，該橋的加勁梁型式極不合理（板式鋼梁），導(dǎo)致在中等風(fēng)速(19m/s)下結(jié)構(gòu)就發(fā)生破壞。幸好在橋梁破壞之前封閉了交通。據(jù)說，在出事當(dāng)天，一位記者把車停在橋上，并把一條狗留在車內(nèi)。橋倒塌時，只有他本人跑到了橋臺處。該橋破壞時，當(dāng)?shù)豑acoma報社的編輯LeonardCostsworth恰好路過，并用攝影機(jī)記錄下一段珍貴的膠片。這才使得后人有機(jī)會一睹當(dāng)年橋毀場面。當(dāng)?shù)氐膱蠹堃院啙嵉臉?biāo)題對這場事故作了報道，“損失：一座橋、一輛汽車、一條狗”。10年以后，才開始重新修建塔科馬橋。仍采用懸索橋型式，但加勁梁改為桁架式。新橋總長較舊橋長12m，于1950年10月14日建成通車。---塔科馬（Tacoma）橋風(fēng)振致毀

---1由于我們是工科專業(yè)，而工科專業(yè)要較多地接觸機(jī)械運(yùn)動的問題，學(xué)好了理論力學(xué)，應(yīng)用所學(xué)的其它知識，我們基本上能解決實際生活中的機(jī)械運(yùn)動問題。理論力學(xué)緒論2理論力學(xué)是學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程的重要基礎(chǔ)，理論力學(xué)是研究力學(xué)中最普通的最基本的規(guī)律，很多課程如材料力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、飛行力學(xué)、振動理論、斷裂力學(xué)都要以理論力學(xué)的內(nèi)容為基礎(chǔ)。3.學(xué)習(xí)理論力學(xué)的目的---1由于我們是工科專業(yè)，而工科專業(yè)要較多地接觸機(jī)械運(yùn)動的問理論力學(xué)緒論3隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交叉學(xué)科的地位也越來越重要。力學(xué)與其它學(xué)科的滲透形成了生物力學(xué)、爆炸力學(xué)、物理力學(xué)等邊緣學(xué)科，這就需要我們有堅實的理論力學(xué)基礎(chǔ)。---理論力學(xué)緒論3隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交叉學(xué)科的地位也越來4.力學(xué)的應(yīng)用航天工程核反應(yīng)堆工程航空工程石油工程機(jī)械工程電子工程土木工程計算機(jī)工程水利工程其它工程領(lǐng)域理論力學(xué)緒論理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、有限單元法等。---4.力學(xué)的應(yīng)用航天工程核反應(yīng)堆工程力學(xué)的應(yīng)用航天工程

理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用航天工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用

航天工程微小衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)號航天飛機(jī)理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用航天工程微小衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)力學(xué)的應(yīng)用

航空工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用航空工程理論力學(xué)力學(xué)的應(yīng)用

機(jī)械工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用機(jī)械工程理論力學(xué)力學(xué)的應(yīng)用

土木工程上海南浦大橋理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用土木工程上海南浦大橋理力學(xué)的應(yīng)用

土木工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用土木工程理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用

水利工程美國胡佛大壩理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用水利工程美國胡佛大壩理論力學(xué)理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用

水利工程長江三峽工程---理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用水利工程長江三峽力學(xué)的應(yīng)用

核反應(yīng)堆工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用核反應(yīng)堆工程理論力學(xué)緒力學(xué)的應(yīng)用

石油工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用石油工程理論力學(xué)緒論力學(xué)的應(yīng)用

計算機(jī)工程理論力學(xué)緒論---力學(xué)的應(yīng)用計算機(jī)工程理論力學(xué)緒論靜力學(xué)引言---靜力學(xué)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)．1、物體的受力分析：分析物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向，并畫出物體的受力圖．2、力系的等效替換（或簡化）：用一個簡單力系等效代替一個復(fù)雜力系．3、建立各種力系的平衡條件：建立各種力系的平衡條件，并應(yīng)用這些條件解決靜力學(xué)實際問題．---靜力學(xué)：研究物體的受力分析、力系的等效替換（或簡化）

力：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變．

力系：一群力.

平衡：物體相對慣性參考系（如地面）靜止或作勻速直線運(yùn)動．幾個基本概念

剛體：在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的距離始終保持不變的物體.力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)平面匯交（共點(diǎn)）力系平面平行力系平面力偶系平面任意力系空間匯交（共點(diǎn)）力系空間平行力系空間力偶系空間任意力系力是矢量．---力：物體間相互的機(jī)械作用，作用效果使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析---第一章靜力學(xué)公理和物體的受力分析---§1-1靜力學(xué)公理公理1

力的平行四邊形法則

作用在物體上同一點(diǎn)的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點(diǎn)也在該點(diǎn)，合力的大小和方向，由這兩個力為邊構(gòu)成的平行四邊形的對角線確定。合力(合力的大小與方向)(矢量和)亦可用力三角形求得合力矢---§1-1靜力學(xué)公理公理1力的平行四邊形法則

公理2二力平衡條件

使剛體平衡的充分必要條件最簡單力系的平衡條件

作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是：這兩個力的大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。---公理2二力平衡條件使剛體平衡的充分必要條件最簡單公理3

加減平衡力系原理推理1力的可傳性

作用在剛體上的力是滑動矢量，力的三要素為大小、方向和作用線．

在已知力系上加上或減去任意的平衡力系，并不改變原力系對剛體的作用。

作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，并不改變該力對剛體的作用。---公理3加減平衡力系原理推理1力的可傳性作用在推理2

三力平衡匯交定理

作用于剛體上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點(diǎn)，則此三力必在同一平面內(nèi)，且第三個力的作用線通過匯交點(diǎn)。---推理2三力平衡匯交定理作用于剛體上三個相互平衡的公理4

作用和反作用定律

作用力和反作用力總是同時存在，同時消失，等值、反向、共線，作用在相互作用的兩個物體上．

在畫物體受力圖時要注意此公理的應(yīng)用．---公理4作用和反作用定律作用力和反作用力總是同時存公理5

剛化原理柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）反之不一定成立．剛體（受壓平衡）柔性體（受壓不能平衡）

變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態(tài)保持不變.---公理5剛化原理柔性體（受拉力平衡）剛化為剛體（仍平衡）約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對非自由體的作用力．約束力大小——待定方向——與該約束所能阻礙的位移方向相反作用點(diǎn)——接觸處§1-2約束和約束力---約束：對非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對非自由工程中常見的約束1.具有光滑接觸面（線、點(diǎn)）的約束（光滑接觸約束）---工程中常見的約束1.具有光滑接觸面（線、點(diǎn)）的約束（光滑接觸光滑接觸面約束---光滑接觸面約束---

光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿接觸處的公法線并指向受力物體，故稱為法向約束力，用表示．---光滑支承接觸對非自由體的約束力，作用在接觸處；方向沿2.由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，又稱張力.用表示．---2.由柔軟的繩索、膠帶或鏈條等構(gòu)成的約束柔索只能受拉力，又稱柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．膠帶對輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力．---柔索對物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．膠帶對輪的約束力沿3.光滑鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等）

（1）徑向軸承（向心軸承）

約束特點(diǎn)：軸在軸承孔內(nèi)，軸為非自由體、軸承孔為約束．

約束力：當(dāng)不計摩擦?xí)r，軸與孔在接觸處為光滑接觸約束——法向約束力．約束力作用在接觸處，沿徑向指向軸心．---3.光滑鉸鏈約束（徑向軸承、圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座等

當(dāng)外界載荷不同時，接觸點(diǎn)會變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個通過軸心的正交分力表示．---當(dāng)外界載荷不同時，接觸點(diǎn)會變，則約束力的大小與方向均（2）光滑圓柱鉸鏈

約束特點(diǎn)：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀．---（2）光滑圓柱鉸鏈約束特點(diǎn)：由兩個各穿孔的構(gòu)件及圓柱光滑圓柱鉸鏈約束---光滑圓柱鉸鏈約束---約束力：

光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一樣，可用兩個正交分力表示．其中有作用反作用關(guān)系

一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時，必須把銷釘單獨(dú)取出．---約束力：光滑圓柱鉸鏈：亦為孔與軸的配合問題，與軸承一（3）固定鉸鏈支座約束特點(diǎn)：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或機(jī)架固定而成．

約束力：與圓柱鉸鏈相同

以上三種約束（徑向軸承、光滑圓柱鉸鏈、固定鉸鏈支座）其約束特性相同，均為軸與孔的配合問題，都可稱作光滑圓柱鉸鏈．---（3）固定鉸鏈支座約束特點(diǎn)：由上面構(gòu)件1或2之一與地面或4.其它類型約束

（1）滾動支座

約束特點(diǎn)：

在上述固定鉸支座與光滑固定平面之間裝有光滑輥軸而成．

約束力：構(gòu)件受到垂直于光滑面的約束力．---4.其它類型約束（1）滾動支座約束特點(diǎn)：在上述固(2)球鉸鏈

約束特點(diǎn)：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件可以繞球心任意轉(zhuǎn)動，但構(gòu)件與球心不能有任何移動．

約束力：當(dāng)忽略摩擦?xí)r，球與球座亦是光滑約束問題．約束力通過接觸點(diǎn),并指向球心,是一個不能預(yù)先確定的空間力.可用三個正交分力表示．

---(2)球鉸鏈約束特點(diǎn)：通過球與球殼將構(gòu)件連接，構(gòu)件（3）止推軸承約束特點(diǎn)：

止推軸承比徑向軸承多一個軸向的位移限制．約束力：比徑向軸承多一個軸向的約束力，亦有三個正交分力．---（3）止推軸承約束特點(diǎn)：止推軸承比徑向軸承多一個軸向(5)球鉸鏈——空間三正交分力(6)止推軸承——空間三正交分力（2）柔索約束——張力（4）滾動支座——⊥光滑面（3）光滑鉸鏈——（1）光滑面約束——法向約束力總結(jié)(7)固定端——