工程力學(xué)知識說課

工程力學(xué)知識說課緒論

：理論力學(xué)的研究對象與內(nèi)容2理論力學(xué)的研究方法4力學(xué)的發(fā)展情況簡介

31理論力學(xué)的任務(wù)33第一節(jié)力學(xué)的發(fā)展情況簡介

:1.1公元前300年，阿基米德的“靜力學(xué)”和歐幾里得的“幾何學(xué)”為早期力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)：1.217世紀(jì)牛頓的三大運(yùn)動定律支撐了古典力學(xué)體系：

1.318世紀(jì)到19世紀(jì)，在深度方面，力學(xué)借助廣義相對論向量子力學(xué)、波動力學(xué)等發(fā)展，廣度方面，不同介質(zhì)的剛體力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué)和氣動力學(xué)等發(fā)展：1.420世紀(jì)，量子力學(xué)與相對論力學(xué)得到較快發(fā)展。第二節(jié)理論力學(xué)的研究內(nèi)容

:2.1理論力學(xué)所研究的內(nèi)容是以牛頓三大定律為基礎(chǔ)的古典力學(xué)（宏觀物體的運(yùn)動速度小于光速－3×105km/s）：2.2理論力學(xué)包括：靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)：

2.3靜力學(xué)研究物體平衡時作用力之間的關(guān)系；運(yùn)動學(xué)研究物體運(yùn)動的幾何性質(zhì)，而不考慮作用于物體上的力；動力學(xué)研究作用于物體上的力與運(yùn)動變化之間的關(guān)系：第三節(jié)理論力學(xué)的任務(wù)

:3.1理論力學(xué)是自然科學(xué)和工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一：3.2是材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)和流體力學(xué)的基礎(chǔ)課程：

3.3理論力學(xué)旨在幫助培養(yǎng)對工程實(shí)際問題具有抽象、簡化和分析的能力：第四節(jié)理論力學(xué)的研究方法

:3.1抽象化的方法：3.2從公理和實(shí)驗(yàn)規(guī)律出發(fā)，應(yīng)用演繹的方法（以數(shù)學(xué)為工具），推導(dǎo)出各種形式的定理和結(jié)論：

3.3理論聯(lián)系實(shí)際的研究方法：第一章靜力學(xué)的基本概念和受力分析：靜力學(xué)公理2物體的受力分析與受力圖4力的概念

31約束與約束反力33第一節(jié)力的概念

:1.1力與運(yùn)動及物體是分不開，通過力的作用效應(yīng)，來認(rèn)識力的性質(zhì)和規(guī)律。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)動狀態(tài)：1.2力使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化的效應(yīng)，稱為力的外效應(yīng)（運(yùn)動）：力使物體發(fā)生變形的效應(yīng)，為力的內(nèi)效應(yīng)。理論力學(xué)只研究力的外效應(yīng)（假定為剛體），而材料力學(xué)才研究力的內(nèi)效應(yīng)。

1.3力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)：第二節(jié)靜力學(xué)公理

:2.1公理一：二力平衡公理：作用于剛體上的二力平衡的充要條件是二力大小相等、方向相反，且沿同一直線：2.2公理二：加減平衡力系公理：在作用于剛體的任意力系上，加或減任平衡力系，并不改變力系對剛體的作用效應(yīng)。2.3公理三：力的平行四邊形公理：作用于物體上同一點(diǎn)的兩個力，可以合成為一個合力。合力的作用點(diǎn)任在該點(diǎn)，合力的大小和方向?yàn)檫@兩個力為邊所做的平行四邊形的對角線：2.4公理四：作用與反作用公理：兩物體間相互作用的力，總是大小相等，方向相反、沿同一直線，分別作用在兩個相互作用的物體上；2.5公理五：剛化原理：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。第三節(jié)約束與約束反力

:3.1柔性體約束：只能為拉力而非壓力：3.2光滑面約束：兩物體接觸面的摩擦力很小，接觸面是光滑的。3.3固定鉸鏈約束：將構(gòu)件與固定支座在連接處鉆上圓孔，再用銷釘串連起來：3.4輥軸約束：鉸鏈支座用幾個輥軸支撐在光滑平面上，就成為輥軸支座，也稱為可動鉸支座；3.5軸承約束：在受力上與固定鉸鏈約束或增加彎矩約束。第四節(jié)物體的受力分析與受力圖

:4.1以非自由體的平衡為前提假設(shè)：4.2考慮平衡時，分析物體的主動力和約束反力。。第四節(jié)物體的受力分析與受力圖

:4.1以非自由體的平衡為前提假設(shè)：4.2考慮平衡時，分析物體的主動力和約束反力。。第二章簡單力系：匯交力系合成的解析法2平面力對點(diǎn)之矩的概念及計(jì)算4匯交力系合成的幾何法

31平面匯交力系的平衡方程33平面力偶理論35第一節(jié)匯交力系合成的幾何法

:力系簡化的幾何法是以上一章介紹的公理為依據(jù)，主要應(yīng)用幾何作圖，結(jié)合三角關(guān)系的方法，研究力系中各分力與合力的幾何關(guān)系，得出力系簡化的幾何條件；2.合力的大小應(yīng)用余弦定理；3.圖形應(yīng)用合力的矢量圖第二節(jié)匯交力系合成的解析法

:力在直角坐標(biāo)軸上的投影；平面匯交力系簡化的解析法:

三力平衡匯交定理：當(dāng)剛體在同一平面內(nèi)互不平行的三個力作用下平衡時，這三個力的作用線必匯交于一點(diǎn)（力的可傳性、匯交是平衡的必要條件）。平面匯交力系的平衡方程：解析條件：平面（空間）力系在兩（三）個坐標(biāo)軸上投影代數(shù)和分別等于零，可以解兩（三）個未知量。第二章習(xí)題（2－3）

:習(xí)題（2－3）：第二章習(xí)題（2－3）

:習(xí)題（2－3）：受力分析：第二章習(xí)題（2－3）

:習(xí)題（2－3）：受力分析(力偶的自由矢量)：第二章習(xí)題（2－3）

:習(xí)題（2－3）：受力分析（三力匯交平衡定理，匯交力系的幾何法）：第二章習(xí)題（2－3）

:習(xí)題（2－3）：匯交力系合成的解析法（xoy平面）第二章習(xí)題（2－3）

:習(xí)題（2－3）：匯交力系合成的解析法（x‘oy’平面）第二章習(xí)題（2－9）

:習(xí)題（2－9）：第二章習(xí)題（2－9）

:習(xí)題（2－9）：∑x=0:-Fabcos45o+Faccos45o=0;即Fac＝Fab∑y=0:F+Fadcos60o=0;即Fad＝-2F＝-1.2kN∑z=0:-Fabcos45o-Faccos45o-Fadcos30o=0;即-Fab（＋）-(-1.2×)＝0即Fac＝Fab＝0.73kN第三章

力偶系:力對點(diǎn)之矩：平面內(nèi)力F對剛體產(chǎn)生繞O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動效應(yīng)用力的大小與力臂的乘積冠以適當(dāng)?shù)恼?fù)號來度量，稱為力對點(diǎn)之矩：記為：

M0(F)=±Fh①力對點(diǎn)之矩矢的矢量積表示式：

M0(F)=r×F

②力對點(diǎn)之矩矢的解析表示式：M0(F)=r×F=(xi+yj+zk)×(Fxi+Fyj+Fzk)第三章

力偶系:2.力對點(diǎn)之矩矢的基本性質(zhì):作用于剛體上的二力對剛體產(chǎn)生的繞任一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動效應(yīng)，可以用該點(diǎn)的一個矩矢來度量，這個矩矢等于二力分別對該點(diǎn)之矩矢的矢量和。3.合力矩定理:合力對任一點(diǎn)之矩矢等于各分力對同一點(diǎn)之矩矢量的矢量和第三章

力偶系:1.力對軸之矩：力對軸之矩等于力在垂直于該軸平面上的投影對軸與平面交點(diǎn)之矩。2.力對坐標(biāo)軸之矩：

Mz(F)=-yFx+xFy3.力對點(diǎn)之矩與力對軸之矩的關(guān)系：力對點(diǎn)之矩矢在通過該點(diǎn)之軸上的投影等于該力對軸之矩

第三章

力偶系:力偶矩矢：力偶矩矢是自由矢量2.力偶矩矢的三個要素：①力偶矩的大?。孩谧饔妹娴姆轿?；③轉(zhuǎn)向第三章

力偶系:力偶的等效條件；力偶的性質(zhì)；力偶系的合成；第三章

力偶系:力偶系的平衡條件：力偶系平衡的充要條件是矢量和等于零第四章

平面任意力系:4-1力的平移力的可傳性：作用點(diǎn)沿作用線移動，對剛體不改變作用效應(yīng)；力的平移定理：作用于剛體上任一點(diǎn)的力可平移到剛體上任一點(diǎn)而不改變對剛體的作用效應(yīng)，但需增加一附加力偶，附加力偶的力偶矩矢等于原力對新的作用點(diǎn)之矩矢；力的平移定理的推理：作用于剛體某平面上任一點(diǎn)的力，可平移到此平面上任意點(diǎn)而不改變對剛體的作用效應(yīng)，但需增加一附加力偶，附加力偶的力偶矩等于原力對新的作用點(diǎn)之矩；第四章

平面任意力系:4-2平面任意力系向一點(diǎn)簡化根據(jù)力的可傳性和力的平移定理，平面力系中任一力，向作用平面內(nèi)任一點(diǎn)移動（縱移和平移），在該點(diǎn)形成原作用力和一附加力偶矩，各力和各力偶的矢量和，分別為主力矢（主矢）和主力偶矢（主矩）；力系向任何一點(diǎn)簡化其主矢都等于力系諸力的矢量和，主矢與簡化中心位置的選擇無關(guān)，而主矩一般與簡化中心的選擇有關(guān)；固定端的約束：不僅限制了物體的移動，還限制了物體的轉(zhuǎn)動，通過平面力系的簡化，可以為簡化為固定端的約束力和約束力偶；第四章

平面任意力系:4-2平面任意力系向一點(diǎn)簡化平面力系簡化的最后結(jié)果：平面