理论力学知识点总结—静力学篇

静⼒学总结第⼀部分静⼒学静⼒学研究物体作机械运动的特殊情况——物体处于静⽌状态时⼒的平衡规律。

静⼒学主要研究：物体的受⼒分析⼒系的等效替换（或简化）建⽴各种⼒系的平衡条件静⼒学主要内容静⼒学基本概念⼒系的简化约束与约束反⼒⼒系的平衡摩擦与摩擦⼒第⼀章静⼒学公理和物体的受⼒分析§1-1 静⼒学基本概念⼀：⼒的概念1．定义：⼒是物体间的相互机械作⽤，这种作⽤可以使物2. ⼒的效应：①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。

3. ⼒的三要素：⼤⼩，⽅向，作⽤点⼒的单位，采⽤国际单位时为：⽜顿（N ）以及千⽜（KN ）4. ⼒的表⽰：A 图形表⽰B 符号表⽰⽮量⼤⼩5.相关的概念⼒系：是指作⽤在物体上的⼀群⼒。

平衡⼒系：物体在⼒系作⽤下处于平衡状态，我们称这个⼒系为平衡⼒系。

6.⼒的分类集中⼒、分布⼒、集中⼒偶⼆.刚体是指在⼒的作⽤下，⼤⼩和形状都不变的物体。

变形体三.平衡是指物体相对于惯性参考系保持静⽌或作匀速直线运动的状态。

§1-2 静⼒学基本公理公理：是⼈类经过长期实践和经验⽽得到的结论，它被反复的实践所验证，是⽆须证明⽽为⼈们所公认的结论。

公理1 ⼒的平⾏四边形法则作⽤于物体上同⼀点的两个⼒可合成为⼀个合⼒，此合⼒也作⽤于该点，合⼒的⼤⼩和⽅向由以原两⼒⽮为邻边所构成的平⾏四边形的对⾓线来表⽰。

2/s m kg ?FF F = A F 21F F R +=此公理表明了最简单⼒系的简化规律，是复杂⼒系简化的基础。

公理2 ⼆⼒平衡条件作⽤于刚体上的两个⼒，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个⼒⼤⼩相等| F1 | = | F2 |⽅向相反F1= –F2作⽤线共线，作⽤于同⼀个物体上。

说明：①对刚体来说，上⾯的条件是充要的②对变形体来说，上⾯的条件只是必要条件(或多体中)③⼆⼒体：只在两个⼒作⽤下平衡的刚体叫⼆⼒体。

⼆⼒构件只有两个⼒作⽤下处于平衡的物体公理3 加减平衡⼒系公理在作⽤于刚体的任意⼒系上，加上或减去任⼀平衡⼒系，并不改变原⼒系对刚体的作⽤效应。

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FR=F1+F2+…..+Fn=∑F2.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’）。

静力学知识点第一章静力学公理和物体的受力分析本章总结1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。

2.静力学公理公理1 力的平行四边形法则。

公理2 二力平衡条件。

公理3 加减平衡力系原理公理4 作用和反作用定律。

公理5 刚化原理。

3.约束和约束力限制非自由体某些位移的周围物体，称为约束。

约束对非自由体施加的力称为约束力。

约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。

4.物体的受力分析和受力图画物体受力图时，首先要明确研究对象（即取分离体）。

物体受的力分为主动力和约束力。

要注意分清内力与外力，在受力图上一般只画研究对象所受的外力；还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。

常见问题问题一画受力图时，严格按约束性质画，不要凭主观想象与臆测。

第二章平面力系本章总结1. 平面汇交力系的合力（ 1 ）几何法：根据力多边形法则，合力矢为合力作用线通过汇交点。

（ 2 ）解析法：合力的解析表达式为2. 平面汇交力系的平衡条件（ 1 ）平衡的必要和充分条件：（ 2 ）平衡的几何条件：平面汇交力系的力多边形自行封闭。

（ 3 ）平衡的解析条件（平衡方程）：3. 平面内的力对点O 之矩是代数量，记为一般以逆时针转向为正，反之为负。

或4. 力偶和力偶矩力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。

力偶没有合力，也不能用一个力来平衡。

平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向，即式中正负号表示力偶的转向，一般以逆时针转向为正，反之为负。

力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩，力偶矩与矩心的位置无关。

5. 同平面内力偶的等效定理：在同平面内的两个力偶，如果力偶相等，则彼此等效。

力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。

6. 平面力偶系的合成与平衡合力偶矩等于各分力偶矩的代数和，即平面力偶系的平衡条件为7、平面任意力系平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。

当物体（含物体系）有一几何对称平面，且力的分别关于此平面对称时，可简化为平面力系计算。

理论力学（静力学）总结静力学——主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件;同时也研究物体受力的分析方法，以及力系简化的方法等。

运动学——只从几何的角度来研究物体的运动(如轨迹、速度和加速度等)，而不研究引起物体运动的物理原因。

动力学——研究受力物体的运动与作用力之间的关系。

所谓刚体是指这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。

公理1 力的平行四边形规则公理2 二力平衡条件公理3 加减平衡力系原理推理1 力的可传性推理2 三力平衡汇交定理公理4 作用和反作用定律公理5 刚化原理约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反1．具有光滑接触表面的约束F N作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，并指向受力物体2．由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束拉力F T 方向沿着绳索背离物体3．光滑铰链约束(1)向心轴承(2) 圆柱铰链和固定铰链支座4．其它约束(1)滚动支座(2)球铰链一个空间力(3)止推轴承物体的受力分析受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向平面汇交力系几何法解析法平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零力对刚体的转动效应可用力对点的矩(简称力矩)来度量力F 对于点O的矩以记号Mo(F )表示Mo(F )=±F h 力使物体绕矩心逆时针转向转动时为正，反之为负。

力对点之矩是一个代数量r表示由点O到A的矢径矢积的模r F 就等于力F对点0的矩的大小，其指向与力矩的转向符合右手法则。

合力矩定理这种由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系，称为力偶力偶只对物体的转动效应，可用力偶矩来度量力偶矩 M(F，F') 力偶的作用效应决定于力的大小和力偶臂的长短，与矩心的位置无关M=±F d 代数量一般以逆时针转向为正，反之则为负。

同平面内力偶的等效定理推论(1)任一力偶可以在它的作用面内任意移转，而不改变它对刚体的作用。

力的作用点。

（在力的作用下，任意两静力学各知识点总结1. 静力学是研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。

2. 力的三要素：（1）力的大小；（2）力的方向；（3）3. 力的效应：（1）外效应——改变物体运动状态的效应4.刚体：在外界任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。

点间的距离保持不变的物体）5.一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。

6.力：物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。

7.力系：作用在物体上的一群力。

（同一物体）8.如果一个力系作用于物体的效果与另一个力系作用于该物体的效果相同，这两个力系 互为等效力系。

9.不受外力作用的物体可称其为受零力系作用。

一个力系如果与零力系作用等效，则该力系称为平衡力系。

10. 力应以矢量表示。

用 F 表示力矢量，用 F 表示力的大小。

在国际单位制中，力的单位是N 或Kn 。

（2）内效应一一引起物体形变的效应第一章•静力学公理F R = F I +F 2公理1:力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。

合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

公理2 :二力平衡条件作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相 等，方向相反，且作用在同一直线上。

公理3 :加减平衡力系原则在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，与原力系对刚体的作用等效。

推理1 :作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该推理2 :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，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。

4.线，5. 柔索类约束：绳索对物体的约束力，作用在接触点, ，沿着同一直线,公理4 :作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、分别作用在两个相互作用的物体上。

【陆工总结理论力学考试重点】之（第1章）静力学1、力在直角坐标系中的投影和分力？答：力在直角坐标轴上的投影：F x=Fcosa F y=Fcosβ力在直角坐标轴上的分力：F x⃗⃗⃗ =Fcosai F y⃗⃗⃗ =Fcosβj2、力在斜坐标系中的投影和分力？答：力在x轴和y轴上的投影：F x=Fcosa F y=Fcos（φ−a）力在x轴和y轴上的分力：jF x⃗⃗⃗ =（Fcosa−Fsinacotφ）i F y⃗⃗⃗ =F sinasinφ3、柔索约束及约束力表示？答：约束力作用点为接触点，作用线沿绳子拉直的方向，背向被约束物体，通常用F T表示。

4、光滑面约束及约束力表示？答：约束力作用点为接触点，方向总是沿接触面的公法线指向物体（即约束力总是垂直于公切线），通常用F N表示。

5、光滑中间铰链及约束力表示？答：约束力通常用两个正交分力F Ax、F Ay表示。

6、固定铰链支座及约束力表示？答：约束力通过销钉中心，通常用两个正交分力F Ax、F Ay表示。

7、活动铰链支座及约束力表示？答：约束力垂直于支撑面并通过铰链中心，通常用F N表示。

8、固定端约束及约束力表示？答：通常用两个正交分力F Ax、F Ay来限制物体的移动，用一个力偶M A（也称弯矩）来限制转动。

9、二力构件？答：在两个力作用下保持平衡的构件，称为二力构件。

二力构件可以是直杆，也可以是曲杆，如图中的AB、BC构件均为二力构件。

二力构件的特点：二力构件的二个作用力必通过两个端点的连线。

其AB、BC的受力图可表示为：二力构件的受力特点结论：两端是铰链连接，两端之间没有别的力作用的杆件，一定是二力构件；二力构件的二个作用力的作用线必通过两个作用点的连线。

10、平面汇交力系的简化？答：i 几何法（平行四边形法则）平行四边形法则求合力ii 解析法答：将平面汇交力系（F1、F2、⋯、F n）中的每个力向x轴和y轴投影，得到每个力在x轴和y轴上的分力F xi和F yi,则：合力在x轴上的投影：F Rx=∑F xi合力在y轴上的投影：F Ry=∑F yi 合力：F R=√F Rx2+F Ry211、力对点之矩？答：M o(F)=±Fh（单位：N∙m）点O称为矩心，距离h称为力臂（过O点做力F的作用线的垂线得到）。