理論力學(xué)哈工大第六版完整(經(jīng)典)課件

理論力學(xué)

緒理論力學(xué)論

11精選課件PPT理論力學(xué)2任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同相互作用的兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。

牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律2精選課件PPT理論力學(xué)5引言靜力學(xué)是研究物體在力系作用下平衡規(guī)律的科學(xué)。力平系：是指作用在物體上的一群力。衡：是指物體相對(duì)于慣性參考系（地面）

保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。

靜力學(xué)主要研究：1、物體的受力分析；

2、力系的等效替換（簡(jiǎn)化）；

3、力系的平衡條件及其應(yīng)用。平衡力系：使物體處于平衡的力系。3精選課件PPT理論力學(xué)64精選課件PPT理論力學(xué)7力的單位：

國(guó)際單位制：牛頓(N)

、千牛頓(kN)

靜力學(xué)基本概念一、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)。

2、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：靜止，運(yùn)動(dòng)，相對(duì)靜止（參照物，大地）3、力的三要素：大小，方向，作用點(diǎn)FA力是矢量，其表示方法5精選課件PPT理論力學(xué)8二、剛體

剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。

絕對(duì)剛體不存在，但研究力的外效應(yīng)時(shí)可將變形體看成剛體。研究力的內(nèi)效應(yīng)前也將物體看成剛體。

剛體內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的距離始終不變。

不同物體剛體一些基本公理和定理只對(duì)剛體成立，對(duì)可變形的物體不成立。6精選課件PPT理論力學(xué)97精選課件PPT理論力學(xué)10AF1F2公理：是人類經(jīng)過長(zhǎng)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1

力的平行四邊形法則

作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為一個(gè)合力，此合力也作用于該點(diǎn)，合力的大小和方向由這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來確定。1FRFRF1F2即：合力為原兩力的矢量和。

FR

F

F2

力三角形AF1

FR

F2A8精選課件PPT理論力學(xué)11公理2二力平衡條件

作用于同一剛體上的兩個(gè)力，使剛體保持平衡的必要與充分條件是：

這兩個(gè)力大小相等

|

F1|

=

|

F2|

方向相反

F1=－F2

(矢量)且在同一直線上。對(duì)多剛體不成立剛體F1

F2說明：①對(duì)剛體來說，上面的條件是充要的；

②對(duì)變形體來說，上面的條件只是必要條件。F2F1

繩子平衡F2F1

繩子不平衡F2F1不平衡9精選課件PPT理論力學(xué)12③二力構(gòu)件：只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體叫二力構(gòu)件。

在已知的任意力系上加上或減去任意一個(gè)平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。公理3

注意：二力構(gòu)件是不計(jì)自重的。加減平衡力系原理二力桿F1F2F1F2二力構(gòu)件10精選課件PPT理論力學(xué)13FA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?cè)摿?duì)剛體的作用效應(yīng)。因此，對(duì)剛體來說，力作用三要素為：大小，方向，作用線

剛體受三力作用而平衡，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)，且三力的作用線共面。(特殊情況下，力在無窮遠(yuǎn)處匯交——平行且共面。)推論2：三力平衡匯交定理A

FBF2F1BOA

C

F3等效AF

F

B

F

等效F

F

B11精選課件PPT理論力學(xué)14公理4作用和反作用定律（牛頓第三定律）

兩物體相互間的作用力總是同時(shí)存在，且等值、反向、共線，分別作用在兩個(gè)物體上。[證]∵F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3

為平衡力系，∴

F12

，F(xiàn)3也為平衡力系。又∵

二力平衡必等值、反向、共線，

∴

三力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3

必匯交，且共面。F12F1ABOC

F3F212精選課件PPT理論力學(xué)15公理5剛化原理

變形體在某一力系作用下處于平衡，若將此變形體變成剛體（剛化為剛體），則平衡狀態(tài)保持不變。公理5告訴我們：處于平衡狀態(tài)的變形體，可用剛體靜力學(xué)的平衡理論。F2F1

繩子平衡F2F1

剛體平衡13精選課件PPT約束：對(duì)非自由體的位移起限制作用的物體.約束力：約束對(duì)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14精選課件PPT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）15精選課件PPT光滑接觸面約束16精選課件PPT光滑支承接觸對(duì)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．17精選課件PPT2、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．18精選課件PPT柔索對(duì)物體的約束力沿著柔索背向被約束物體．膠帶對(duì)輪的約束力沿輪緣的切線方向，為拉力．19精選課件PPT

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(jì)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．20精選課件PPT當(dāng)外界載荷不同時(shí)，接觸點(diǎn)會(huì)變，則約束力的大小與方向均有改變．可用二個(gè)通過軸心的正交分力表示．21精選課件PPT（2）光滑圓柱鉸鏈約束特點(diǎn)：由兩個(gè)各穿孔的構(gòu)件及圓柱銷釘組成，如剪刀．22精選課件PPT光滑圓柱鉸鏈約束23精選課件PPT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(gè)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(shí)，必須把銷釘單獨(dú)取出．24精選課件PPT（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．25精選課件PPT4、其它類型約束（1）滾動(dòng)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．26精選課件PPT(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(dòng)，但構(gòu)件與球心不能有任何移動(dòng)．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(gè)不能預(yù)先確定的空間力.可用三個(gè)正交分力表示．

27精選課件PPT（3）止推軸承約束特點(diǎn)：止推軸承比徑向軸承多一個(gè)軸向的位移限制．約束力：比徑向軸承多一個(gè)軸向的約束力，亦有三個(gè)正交分力．28精選課件PPT球鉸鏈——空間三正交分力止推軸承——空間三正交分力（2）柔索約束——張力（4）滾動(dòng)支座——⊥光滑面（3）光滑鉸鏈——（1）光滑面約束——法向約束力總結(jié)29精選課件PPT§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，主動(dòng)力和約束力（被動(dòng)力）畫受力圖步驟：3、按約束性質(zhì)畫出所有約束（被動(dòng)）力1、取所要研究物體為研究對(duì)象（分離體），畫出其簡(jiǎn)圖2、畫出所有主動(dòng)力30精選課件PPT例1-1解：畫出簡(jiǎn)圖畫出主動(dòng)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．31精選課件PPT例1-2解：取屋架畫出主動(dòng)力畫出約束力畫出簡(jiǎn)圖屋架受均布風(fēng)力（N/m），屋架重為，畫出屋架的受力圖．32精選課件PPT例1-3解：取桿，其為二力構(gòu)件，簡(jiǎn)稱二力桿，其受力圖如圖(b)水平均質(zhì)梁重為，電動(dòng)機(jī)重為，不計(jì)桿的自重，畫出桿和梁的受力圖。33精選課件PPT取梁，其受力圖如圖(c)若這樣畫，梁的受力圖又如何改動(dòng)?

桿的受力圖能否畫為圖（d）所示？34精選課件PPT例1-4不計(jì)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．解：右拱為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（b）所示35精選課件PPT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36精選課件PPT考慮到左拱三個(gè)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(shí)整體受力圖如圖（f）所示37精選課件PPT討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？如圖（g）（