《理论力学》课程学习辅导材料
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第一篇静力学第 1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理 1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。
F=-F '工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。
公理 2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。
推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。
公理 3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。
推论三力平衡汇交定理: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,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
公理 4 作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。
公理 5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平衡状态保持不变。
对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。
1.2 约束及其约束力1.柔性体约束2•光滑接触面约束3.光滑铰链约束第 2 章平面汇交力系与平面力偶系1.平面汇交力系合成的结果是一个合力 ,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即F R=F1+F2+ --..+Fn= IF2.矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。
3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。
力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。
(Mo ( F) = ±Fh)4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶,记为(F,F')。
理论力学复习资料资料理论力学是物理学的基础学科之一,它研究物体运动的规律和力的作用。
对于理论力学的学习和掌握,复习资料是必不可少的。
本文将为大家提供一些理论力学复习资料的内容和方法,帮助大家更好地理解和应用这门学科。
一、基础知识回顾理论力学的基础知识包括牛顿三定律、质点运动学、质点动力学等内容。
在复习资料中,可以通过总结和归纳这些知识点,形成一个清晰的知识框架。
例如,可以将牛顿三定律分别列出,并给出具体的例子进行说明。
对于质点运动学和动力学,可以总结各种运动的基本公式和求解方法,如匀速直线运动、匀加速直线运动、曲线运动等。
二、力的研究力是理论力学中一个重要的概念,它描述了物体之间相互作用的效果。
在复习资料中,可以对力的性质、分类和计算方法进行详细的介绍。
例如,可以介绍重力、弹力、摩擦力等常见的力,并说明它们的特点和作用。
此外,还可以介绍力的合成和分解的方法,以及力的叠加原理和平衡条件的应用。
三、动量和能量动量和能量是理论力学中的两个重要概念,它们描述了物体运动的特征和变化。
在复习资料中,可以详细介绍动量和能量的定义、计算方法和守恒定律。
例如,可以介绍动量的定义为质量乘以速度,能量的定义为物体具有的做功能力。
此外,还可以介绍动量守恒定律和能量守恒定律的应用,如碰撞问题、弹性势能和动能的转化等。
四、刚体力学刚体力学是理论力学中的一个重要分支,它研究刚体的平衡和运动规律。
在复习资料中,可以对刚体的定义、性质和运动学描述进行详细的介绍。
例如,可以介绍刚体的几何性质,如质心、转动轴等。
此外,还可以介绍刚体的运动学描述,如平面运动和空间运动的公式和方法。
五、弹性力学弹性力学是理论力学中研究物体弹性变形和弹性力学性质的学科。
在复习资料中,可以对弹性力学的基本概念和公式进行介绍。
例如,可以介绍应力、应变和弹性模量等概念,并给出具体的计算方法和实例。
此外,还可以介绍弹性力学的应用,如弹簧的伸长、弹性体的变形等。
六、力学问题的求解方法理论力学中有许多复杂的问题需要用数学方法进行求解。
《理论力学》学习指导第一部分:综述《理论力学》是研究机械运动最普遍规律的学科,它是各门力学学科和与机械运动密切联系的工程技术学科的基础。
《理论力学》研究质点、刚体、质点系等力学模型,它们是对自然界和工程技术中复杂的实际研究对象的合理简化。
《理论力学》包括静力学、运动学和动力学三部分内容,静力学是所有力学内容的基础,它研究力系的简化平衡理论及其应用;运动学研究物体运动的规律,而不考虑引起运动变化的原因;动力学研究作用在物体上的力与其运动间的关系,内含矢量力学及分析力学基础。
一、目标要求1.有把简单的实际问题抽象为理论力学模型的初步能力。
2. 能根据具体条件从简单的物体系中恰当地选取分离体,正确地画出受力图。
3. 能熟练地计算力的投影和平面上力对点的矩。
对力和力偶的性质有正确的理解。
能计算空间力对轴之矩。
4. 能建立点的运动方程,并能熟练地计算点的速度和加速度。
5. 掌握刚体平动、定轴转动和平面运动的特征。
能熟练地计算定轴转动刚体的角速度和角加速度,以及定轴转动刚体内各点的速度和加速度。
6. 对运动的相对性有清晰的概念,掌握运动的合成与分解的方法。
能在具体问题中恰当地选取动点和动参考系,正确分析三种运动和三种速度,并熟练地运用速度合成定理和牵连运动为平动时点的加速度合成定理。
能计算科氏加速度。
7. 能正确列出质点的运动微分方程、刚体绕定轴转动微分方程,并能求解质点和刚体绕定轴转动的动力学的两类问题。
8.能熟练运用能量的观点进行计算。
9.能熟练地计算常见力的功,熟练计算刚体作平动、定轴转动和平面运动的动能以及惯性力系的主矢和主矩。
10.初步获得与本课程有关的工程概念,以及培养相应的数字计算、绘图等方面的能力。
二、重点及难点1、运动的描述如选取坐标系,表示速度、加速度分量等。
建立运动微分方程并求解。
为此应讨论一些典型问题,在力作为时间、位置、速度的函数中选择几例。
2、确切掌握三个基本定理与守恒定律内容及条件。
大学理论力学(复习课提纲)第一部分静力学第1章静力学公理和物体的受力分析1、五大公理(尤其要注意以下三大公理的应用)公理2二力平衡条件公理3推理2三力平衡汇交原理公理4作用和反作用定律2、约束类型小结(1)光滑面约束- 沿法向方向指向物体,F N(2)柔索约束-沿绳索背离物体,张力F T(3)光滑较链一,^Ay(4)滚动支座——只「丄光滑面(5)球较链——空间一正交分力F Ax,F Ay,F Az(6)止推轴承一-空间一正交分力F Ax,F Ay,F Az(7)二力杆约束- ——连接两钱心,假定受拉或受压(8)固定竝约束尸川,尸心,M A3、物体的受力分析图步骤:(1)取隔离体,(2)画出所有的主动力,(3)画出所有的被动力画受力图应注意的问题:1>不要漏iffll力2、不要多画力3、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束5、受力图上只画外力,不画内力。
6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致,相互协调,不能和互矛盾。
7、正确判断二力构件第2章平面力系§2.1、平面汇交力系的平衡方程E F v=O工F,=0§2.2、平面力对点的矩的概念及计算(有两种方法):方法(1)定义:M0(F)= ±F-h f代数量,正负:逆正顺负.方法(2)把力分解成:F xf F,,利用合力矩定理计算§2.3、平面力偶:力和力偶是静力学的两个基本要素一、力偶矩M =±F・da・大小力与力偶臂乘积b・方向:转动方向二、力偶与力偶矩的性质1、力偶在任意坐标轴上的投影等于零2.力偶对任意点取矩都等于力偶矩,不因矩心的改变而改变。
力矩的符号A/…(F),力偶矩的符号M3•只要保持力偶矩不变,力偶可在其作用面内任意移转,且可以同时改变力偶中力的大小与力臂的长短,对刚体的作用效果不变。
4•力偶没有合力,力偶只能由力偶来平衡。
§2.5物系的平衡三、平面力偶系平衡的充要条件§2.3平面任意力系平面任意力系向作用面内一点简化:一个主矢和一个主矩主矢与简化中心无关,而主矩一般与简化中心有关。
理论力学教学教案课件第一章:引言1.1 课程介绍理论力学的定义和研究对象课程目标和意义1.2 基本概念力学的基本定律和原理矢量和标量的概念1.3 坐标系和变换直角坐标系和正交坐标系坐标变换和速度、加速度的变换公式第二章:牛顿运动定律2.1 第一定律:惯性定律惯性的概念和定义定律的表达式和解释2.2 第二定律:动力定律力、质量和加速度的关系定律的表达式和应用2.3 第三定律:作用与反作用定律作用力和反作用力的概念定律的表达式和解释第三章:动能和势能3.1 动能动能的定义和表达式动能定理和动能的计算3.2 势能势能的概念和分类重力势能和弹性势能的计算3.3 机械能守恒定律机械能守恒的条件和判断守恒定律的应用和实例第四章:牛顿定律的拓展应用4.1 非惯性参考系非惯性参考系的定义和特点转动惯量和转动定律4.2 动力学方程牛顿第二定律的微分形式动力学方程的建立和解题方法4.3 外力作用下的运动外力作用下的运动规律变加速运动和抛体运动第五章:碰撞和刚体运动5.1 碰撞碰撞的基本概念和类型碰撞定律和碰撞能量的计算5.2 刚体运动刚体的定义和特点刚体转动的规律和计算5.3 刚体碰撞刚体碰撞的基本原理刚体碰撞问题的解决方法第六章:摩擦力6.1 摩擦力的概念摩擦力的定义和作用静摩擦力和动摩擦力的区别6.2 摩擦力的计算摩擦系数的含义和测定摩擦力的大小和方向的计算6.3 摩擦力的应用摩擦力在实际问题中的应用减小和增大摩擦力的方法第七章:转动定律7.1 转动和角动量转动的定义和描述角动量的概念和计算7.2 转动定律转动定律的表达式和解释转动惯量和转动动能的计算7.3 转动动能和角动量守恒转动动能和角动量守恒的条件守恒定律在实际问题中的应用第八章:振动和波动8.1 振动振动的定义和分类简谐振动的特点和方程8.2 波动波动的定义和分类波的速度和波的传播8.3 振动和波动的应用振动在工程和物理中的应用波动在声学和光学中的应用第九章:流体力学基础9.1 流体的性质流体的定义和分类流体的密度和粘度9.2 流体静力学流体静压力的概念和计算浮力和压力分布的计算9.3 流体动力学流体动压力的概念和计算流速和流体动能的计算第十章:结束语10.1 课程回顾理论力学的主要内容和知识点学习过程中的难点和重点10.2 理论力学在工程中的应用理论力学在机械工程中的应用理论力学在其他工程领域的应用10.3 学习建议和参考资料学习理论力学的方法和建议推荐的学习资料和参考书目重点和难点解析重点环节1:第一定律:惯性定律惯性的概念和定义:惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质,与物体的质量有关。