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理论力学(全套课件992P)

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理论力学 ppt课件

理论力学 ppt课件

相对运动：动点相对于动系的运动。
相对速度用
vr
；
牵连运动：动系相对于静系的运动。
牵连速度用
ve
；
二、牵连速度的概念：牵连点的速度； 牵连点： 1、瞬时量；
2、在动系上；
三、点的速度合成定理：
3、与动点相重合的那一点；
四、用速度合成定理解题的步骤：
A、选取动点和动系：注意动点必须与动系有相对运动，
FN
FN'
rW 且知F '
fsR
max
rW R
代入上式
F1min
1 a
(FN'
b
Fmax c)
F1min
Wr ( aR
b fs
c)
ppt课件
FOy FOx
F’N
F1 F’max
19
[练2] 结构如图，AB=BC=L，重均为P，A，B处为铰链，
C处靠在粗糙的铅垂面上。平衡时两杆与水平面的夹角均为α，
方向：
R
aa
ae
ωαB
避开 ar ，向垂直于 ar 的方向投影得
aRen
M
ar
aa cos aan sin aC ae
求：C处的摩擦系数fS=?
FAx
A
P
解：1）分析整体
M
A
0,
FNC
2L sin
2P
L 2
cos
0
2）分析BC
FAy
α α
B
FNC
C
Fmax
P
FBy FBx
M
B
0,
FNC
L
sin

Fmax
L
cos

ppt版本-哈工大版理论力学课件(全套)

ppt版本-哈工大版理论力学课件(全套)

理论力学课程的内容包括质点和刚体的运动、弹性力学、 流体力学、振动和波等，其体系由静力学、运动学和动力 学三个部分组成。
理论力学课程的内容非常广泛，主要包括质点和刚体的运 动、弹性力学、流体力学、振动和波等方面的知识。这些 内容在理论力学体系中占据着重要的地位，为后续的工程 技术和科学研究提供了重要的理论基础和应用方法。同时 ，理论力学体系由静力学、运动学和动力学三个部分组成 ，这三个部分相互联系、相互渗透，构成了完整的理论力 学体系。
详细描述
理论力学作为经典力学的一个重要分支，主要研究物体运动规律、力的作用机制以及它们之间的相互作用。通过 对质点和刚体的运动规律、力的合成与分解、动量守恒和能量守恒等基本原理的研究，理论力学为各种工程技术 和科学研究提供了重要的理论基础和应用方法。
理论力学课程的内容和体系
要点一
总结词
要点二
详细描述
置和速度。
刚体的转动
02
描述刚体绕固定点或轴线的旋转运动，通过角速度矢量和角加
速度矢量表示刚体的转动状态。
刚体的复合运动
03
描述刚体同时存在的平动和转动，通过平动和转动运动的合成
来描述。
刚体的动力学方程
牛顿第二定律
表述了物体运动与力的关系，即物体受到的合外力等 于其质量与加速度的乘积。
动量定理
表述了物体动量的变化率等于作用在物体上的力与时 间的乘积。
由于非惯性参考系中物体受到的力不是真实的外力，而是由于参考 系加速或旋转产生的惯性力。
非惯性参考系的应用
在研究地球上的物体运动时，常常需要用到非惯性参考系，例如研 究地球的自转和公转对物体运动的影响。
05
刚体的运动
01
描述刚体在空间中的位置和运动，通过平动矢量表示刚体的位

理论力学课件

理论力学课件
二力杆，其受力图如图(b)
取AB梁，其受力图如图 (c)
CD 杆旳受力图能否画
为图（d）所示？
若这么画，梁AB 旳受力
图又怎样改动?
例1-4 不计三铰拱桥旳自重与摩擦， 画出左、右拱 AB,CB 旳受力图 与系统整体受力图．
解：
右拱CB为二力构件，其受力
图如图（b）所示
取左拱 AC,其受力图如图
（c）所示
系统整体受力图如图 （d）所示
考虑到左拱AC三个力作用下
平衡，也可按三力平衡汇交定
理画出左拱 AC旳受力图，如
图（e）所示
此时整体受力图如图（f） 所示
讨论：若左、右两拱都考 虑自重，怎样画出各受力 图？
如图 （g）（h）（i）
例1-5 不计自重旳梯子放在光滑水 平地面上，画出梯子、梯子 左右两部分与整个系统受力 图．图(a)
刚体：在力旳作用下，其内部任意两点间旳距离一 直保持不变旳物体.
力：物体间相互旳机械作用，作用效果使物体旳机械
运动状态发生变化．
力旳三要素：大小、方向、作用点.力是矢量．
力系：一群力.可分为：平面汇交（共点）力系，
平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交 （共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意 力系．
解：
绳子受力图如图（b）所示
梯子左边部分受力图 如图（c）所示
梯子右边部分受力图 如图（d）所示
整体受力图如图（e）所示
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子都有 力作用，为何在整体受力图没有画出？
(矢量旳和)
公理2 二力平衡条件 作用在刚体上旳两个力，使刚体保持平衡旳必要和充分条件是： 这两个力旳大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。

理论力ppt课件

理论力ppt课件
力矩对时间的累积等于物体角 动量的变化率。
角动量守恒的条件
系统不受外力矩或所受外力矩 的矢量和为零。
角动量守恒定律
不受外力矩作用的系统，其总 角动量保持不变。
应用领域
广泛应用于航天、航空、航海 等领域，用于分析系统的旋转
运动规律和设计。
CHAPTER 04
质点和刚体的动力学应用
质点和刚体的直线运动
理论力学的历史与发展
理论力学的起源可以追溯到古代，如阿基米德等人的贡献。 然而，真正意义上的理论力学是在牛顿发表《自然哲学的数 学原理》之后发展起来的。
随着数学和物理学的不断发展，理论力学也不断完善和深化 ，形成了多个分支。近年来，随着计算机科学的进步，理论 力学与数值计算方法的结合为解决复杂问题提供了更有效的 手段。
弹性力学的基本方程
01
02
03
平衡方程
根据牛顿第二定律，描述 了物体在力的作用下保持 平衡的状态。
几何方程
描述了物体在外力作用下 产生的变形。
物理方程
描述了物体的应力与应变 之间的关系。
弹性力学的应用实例
桥梁和建筑物的设计
材料科学的研究
通过弹性力学，可以分析桥梁和建筑 物的受力情况，从而设计出更加安全 和经济的结构。
连续性假设
物质没有空隙地连续充满所占据的空 间，或者说物质所占据空间的场内， 物质分布函数的值是连续的。
完全弹性假设
当外力撤去后，所有的变形全部恢复 ，并且不出现残余的应变。
各向同性假设
弹性性质与方向无关，也就是说，在 各个方向上，弹性模量是常数。
小变形假设
物体在外力作用下产生的变形量远远 小于物体原来的尺寸，即可以忽略不 计。
基础运动形式

理论力学PPT课件第1章 力系的简化

理论力学PPT课件第1章 力系的简化

F

ξ
•投影是一个代数量
e •投影的大小:几何上就是过矢
量的始末两端分别向投影轴 O
F
引垂线所截得的线段长。
•沿ξ轴的力可表示为 F F e
2019/12/3
14
二.力在直角坐标轴上的投影 1. 一次投影法
Fx F cos
Fy F cos
Fz F cos
F Fx2Fy2Fz2
F2
如果三力中有二力相交， 则三力共面汇点。
[思考、推广与反例](见教材P11)
O
F1
F3
2019/12/3
11
4. 作用力和反作用力公理
两物体之间的作用力与反作用力同时 存在，且大小相等、方向相反、沿同一作 用线, 分别作用于不同的物体上。
吊灯
用途：物系受力分析基础 适应：一切物体、静力与动力分析
2019/12/3
4
1.力的平行四边形公理
合力可由力的平行四边形来作，也可用力的三
角形来作。 FR F1 F2
合力的大小和方向分别是
FR F 12F222F 1F2cos
F1
FR
sin sin(180)
2019/12/3
5
可推广到一般(汇交力系):
力的多边形法则：
FR Fi
简形式？ [两例]
力偶
2019/12/3
40
例3：沿图示长方体棱边作用的三力F1、F2、F3等效于过O点 的一个力螺旋。已知F2=F3=150N，求F1，a及力螺旋中 力偶矩大小。
解题思路：向O简化,得主矢和 主矩. 利用力螺旋
z
F1
a
4m
性质: 主矢与主矩
3m

理论力学说课PPT课件

理论力学说课PPT课件

机械运动实例
总结词
机械运动是理论力学的传统应用领域，涉及 各种实际机械系统的运动规律。
详细描述
机械运动是理论力学中最为常见的应用领域 之一。各种实际机械系统，如汽车、飞机、 机器和机器人等的运动规律，都需要通过理 论力学进行分析和描述。通过研究机械运动， 可以深入理解力矩、动量、动能等力学概念， 以及它们在机械系统中的具体应用。
自我评价
通过本课程的学习，我掌握了理论力 学的基本知识和分析方法，对物理学
的理解更加深入
我认为自己的逻辑思维、抽象思维和 创新能力得到了提高，解决问题的能 力也有所增强
建议
建议增加一些与实际应用相关的案例 和实验，以更好地理解理论力学的应 用价值
对于一些较难理解的概念和公式，希 望能够有更多的解释和练习题
详细描述
力的分析方法包括矢量表示法、直角坐标表示法和极坐标表 示法等。通过力的合成与分解，可以确定物体运动状态的变 化。力矩的计算则涉及到转动惯量、角速度和动量矩等概念 。
运动分析方法
总结词
运动分析方法主要研究物体运动轨迹、速度和加速度等参数。
详细描述
运动分析方法包括对质点和刚体的运动学分析，通过求解运动微 分方程或积分方程，可以确定物体的运动轨迹、速度和加速度等 参数。这些参数对于理解力学系统的运动规律和相互作用至关重 要。
本课程总结
提高了学生解决实际问题的能力 改进方向
针对不同专业需求，调整教学内容和深度，更好地满足学生需求
本课程总结
01
加强实验和实践环节，提高学生 的动手能力和实践经验
02
引入更多现代技术和方法，更新 教材和教学方法，保持课程的前 沿性
力学发展历程与展望
力学发展史

理论力学课件

理论力学课件
汇报人：可编辑 2023-12-24
目录
CONTENTS
• 绪论 • 牛顿运动定律 • 动量定理和动量守恒定律 • 动能定理和机械能守恒定律 • 角动量定理和角动量守恒定律
目录
CONTENTS
• 万有引力定律和天体运动 • 弹性力学基础 • 流体力学基础 • 非线性力学基础
01
绪论
详细描述
03
04
05
车辆动力学：在车辆行 驶过程中，通过分析车 辆的受力情况和运动状 态，可以利用动能定理 计算车辆的加速度和速 度变化，以及优化车辆 的动力性能。
航天工程：在航天工程 中，机械能守恒定律被 广泛应用于卫星和火箭 的运动分析。通过研究 卫星和火箭的运动轨迹 和速度变化，可以预测 其轨道和发射参数。
VS
详细描述
万有引力定律由艾萨克·牛顿提出，他发 现任何两个物体都存在相互吸引的力，这 个力的大小与两个物体的质量成正比，与 它们之间的距离的平方成反比。这个定律 适用于任何两个物体，无论它们是否接触 ，只要它们之间的距离足够小。
03
动量定理和动量守恒定律
动量定理的定义
总结词
动量定理是描述物体动量变化的定理。
详细描述
动量定理是指物体受到力的作用时，其动量会发生变化，变化量等于力与时间的 乘积。即Ft=mv2-mv1，其中F表示作用在物体上的力，t表示力的作用时间，m 表示物体的质量，v1和v2分别表示物体初速度和末速度。
理论力学的重要性
总结词
理论力学是物理学和工程学的重要基础，对于理解物 质运动规律、预测和控制物体运动、以及解决实际问 题具有重要意义。
详细描述
理论力学作为物理学的一个重要分支，是理解和描述 物质运动规律的基础。无论是天体运动、机械运动还 是微观粒子的运动，都需要借助理论力学的知识来进 行描述和预测。同时，理论力学也是工程学的重要基 础，为各种实际问题的解决提供了理论基础和方法。 通过理论力学的应用，我们可以更好地控制和优化物 体的运动状态，提高工程系统的性能和稳定性。

理论力学完整ppt课件

理论力学
主讲 王卫东
可编辑课件PPT
1
可编辑课件PPT
2
绪
论
一、理论力学的研究对象和内容 二、理论力学发展简史 三、学习理论力学的目的 四、理论力学的研究方法
可编辑课件PPT
3
可编辑课件PPT
真汽 车 碰 撞 仿
4
可编辑课件PPT
5
可编辑课件PPT
6
一、理论力学的研究对象和内容
理论力学——研究物体机械运动规律的科学。
可编辑课件PPT
15
都江堰
岷江上的大型引水枢纽工程，也是现有世界上历史最长的无坝 引水工程。始建于公元前256～前251年。
可编辑课件PPT
16
赵州桥(安济桥)
591～599年，跨度37.4米,采用拱高只有7米的浅拱-敞肩拱，
敞肩拱的运用为世界桥梁史上的首创，并有“世界桥梁鼻祖”
的美誉。
可编辑课件PPT
3 随着科学技术的发展，交叉学科的地位也越来越 重要。力学与其它学科的渗透形成了生物力学、爆 炸力学、物理力学等边缘学科，这就需要我们有坚 实的理论力学基础。
4 培养分析问题、解决问题的方法。
可编辑课件PPT
24
四、理论力学的研究方法
是从实践出发，经过抽象化、综合、归纳、建立 公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论， 形成理论体系，然后再通过实践来验证理论的正确性。
17
张衡与地动仪
东汉时期，中国发生地震的次数是比较多的，为了测定地
震方位，及时地挽救人民的生命财产，公元126年，张衡在第二
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
次担任太史令之后， 就注意掌握收集地震的情报和记录，经过
多年的潜心研究，终于在公元132年(东汉顺帝阳嘉元年)，发明

(PPT幻灯片版)理论力学课件


F1
刚体
大小相等 | F1 | = | F2 | 方 向相反 F1 =－F2 (矢量) 且 在同一直线上。
F2
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。
绳子
F2
平衡
F1
F2 不平衡
F1
F2
绳子
不平衡
F1
对多刚体不成立
理论力学
中南大学土木建筑学院
11
③二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力构件。
中南大学土木建筑学院
57
[例] 画出下列各构件的受力图
D
F2
B
F1
A
FAy FBy FBx B
E
FAx
FCx
C
FCy F2
E
FB
FE
FD F3
G
F3 FC
G FCx
FBy
B
F1 二力构件
F1 二力杆
F2
F2
注意：二力构件是不计自重的。
公理3 加减平衡力系原理
在已知的任意力系上加上或减去任意一个平衡力系， 并不改变原力系对刚体的作用。
理论力学
中南大学土木建筑学院
12
推论1：力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一
点，而不改变该力对刚体的作用效应。
A F B 等效 A F F B F 等效 A F F B F
理论力学
中南大学土木建筑学院
46
理论力学
中南大学土木建筑学院
47
（3）止推轴承（圆锥轴承）
约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。 约束力：比径向轴承多一个轴向的约束力，亦有三个正

ppt版本哈工大版理论力学课件全套


于是合力偶矩的大小和方向可由下式确定：
cos(M，i)
Mx
M
M (Mx)2 (M y)2 (Mz)2
cos(M，j) M y M
cos(M，k) M z M
理论力学
27
[例]工件如图所示，它的四个面上同时钻五个孔，每个孔所受的切削力偶 矩均为80N·m。求工件所受合力偶的矩在x，y，z轴上的投影Mx，My，Mz， 并求合力偶矩矢的大小和方向。 解：将作用在四个面上的力偶 用力偶矩矢表示，并平移到A点。
Fx
O
y
ax y
Fy
Fxy
x
Fx
b
M y(F) zFx xFz
M z(F) xFy yFx
理论力学
18
3、力对点的矩与力对过该点的轴的矩的关系 比较力对点的矩和力对轴的矩的解析表达式得：
[MO(F)]x M x(F) [MO(F)]y M y(F) [MO(F)]z M z(F)
即：对点的矩矢在通过该点的某轴上的投影， 等c2
cosj a a2 b2
M y(F) 0
Mz(F) Mz(Fx)Mz(Fy)Mz(Fz) Fya
理论力学
21
[例]如图所示，长方体棱长为a、b、c，力F沿BD，求力F对AC之矩。
解： MAC(F) MC(F) AC
MC(F) Fcosa a
Fba a2 b2
空间任意力系平衡的必要与充分条件为：力系中各力在三个 坐标轴上投影的代数和等于零，且各力对三个轴的矩的代数 和也等于零。上式即为空间任意力系的平衡方程。
理论力学
40
二、空间约束类型
理论力学
41
理论力学
42
[例]图示三轮小车，自重G=8kN，作用于E点，载荷F1=10 kN，作用于C点。 求小车静止时地面对车轮的约束力。 解：以小车为研究对象，主动力和约束反力组成空间平行力系，受力 分析如图。
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PART A、什么是理论力学
PART A、什么是理论力学
以上的这些问题都可以用一门学科加以解释或解决，这就是
理论力学 Theoretical Mechanics
PART A、什么是理论力学
理论力学是研究物体的机械运动规律及其应用的科学， 理论力学是力学的学科基础。 它可分为静力学、运动学和动力学三部分： ①静力学：研究物体在平衡状态下的受力规律；②运动 学：研究物体机械运动的描述，如速度、切向加速度、 法向加速度等等，但不涉及受力；③动力学：讨论质点 或者质点系受力和运动状态的变化之间的关系。
人造骨骼
天 文 望 远 镜 桁 架
齿轮啮合
理论力学
3 4
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，这种作用可以改变 物体的运动状态。 2、力的效应：①运动效应(外效应——理论力学研究) ②变形效应(内效应——材料力学研究)
3、力的三要素：大小，方向，作用点
力是矢量，其表示方法
PART C、理论力学的研究对象
关于刚体和变形体
实际物体，例如工程结构，机器零件，在外力作用下是不 可能不发生微小的变形的。 但是这种变形，往往非常小，在研究平衡问题时，可以完 全忽略。因此在静力问题中，通常我们假设所处理的对象均 为刚体。
绪论
PART D 力学发展史简介
1.阿基米德 Archimedes，约前287—212 古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中 受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了 静力学即平衡理论的基础。 2.伽利略 Galileo Galilei，1564.2.15－1642.1.8 伽利略在实验研究和理论分析的基础上，最早阐明自由落体 运动的规律，提出加速度的概念。
转动惯量
PART A、什么是理论力学
再看一下走钢丝的表演：
平衡杆为什么要设计得比较长？在走钢学
起重机械 此处的配重应为 多少?
PART A、什么是理论力学
四川綦江彩虹桥坍塌事故 1999年1月4日，四川 綦(qi)江彩虹桥在一队武 警经过的时候突然发生 倒塌，造成40人死亡。
绪论
PART B 理论力学与设计创新
PART B、理论力学与设计创新
案例 1 拖把的设计
传统拖把
新型拖把
PART B、理论力学与设计创新
案例 1 拖把的设计
PART B、理论力学与设计创新
案例 1 拖把的设计
PART B、理论力学与设计创新
案例 1 拖把的设计
PART B、理论力学与设计创新
3.牛顿 Isaac Newton , 1643.1.4-1727.3.20 牛顿继承和发展前人的研究成果(特别是开普勒的行星运动三 定律)，提出物体运动三定律。
4.阿尔伯特〃爱因斯坦 Albert Einstein, 1879.3.14-1955.4.18 相对论的创建人，对牛顿力学的诸多问题进行整改、修复和 完善，开启了物理学的新纪元。
F
A
力的单位： 国际单位制：牛顿( N) 、千牛顿( kN)
Part D 力学的发展史简介
地动仪,东汉张衡制造，利用了力学中的惯性力理论
Part D 力学的发展史简介
山西木塔 , 建于 1056.
这是现存最早的使用木材作为主 要材料的高塔。
基于平衡的理论及材料的承载能 力。
战 斗 机 的 振 动 模 态 分 析
飞 鸟 与 空 中 客 车 机 翼 相 撞
PART A、什么是理论力学
四川綦江彩虹桥坍塌事故 事故原因 由于武警经过时齐步走造成 的共振...
PART A、什么是理论力学
四川綦江彩虹桥坍塌事故 事故原因 桥体结构设计不合理 劣质工程材料
PART A、什么是理论力学
美国Tacoma大桥风毁
1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。这一严重的桥梁 事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。该桥 主跨长853.4m，全长1810.56m，桥宽11.9m，而梁高仅1.3m。通过 两年时间的施工，于1940年7月1日建成通车。但由于当时人们对柔性结 构在风作用下的动力响应的认识还不深入，该桥的加劲梁型式极不合理 （板式钢梁），导致在中等风速(19m/s)下结构就发生破坏。幸好在桥 梁破坏之前封闭了交通。据说，在出事当天，一位记者把车停在桥上， 并把一条狗留在车内。桥倒塌时，只有他本人跑到了桥台处。当地的报 纸以简洁的标题对这场事故作了报道，“损失：一座桥、一辆汽车、一 条狗”。10年以后，才开始重新修建塔科马桥。仍采用悬索桥型式，但 加劲梁改为桁架式。新桥总长较旧桥长12m，于1950年10月14日建成 通车。该桥破坏时，当地Tacoma报社的编辑Leonard Costsworth恰好 路过，并用摄影机记录下一段珍贵的胶片。这才使得后人有机会一睹当 年桥毁场面。
理论力学
理论力学
1
绪论
本节课需要解决的问题: 1、理论力学是一门什么课？ 2、为什么要学习理论力学？ 3、如何学好理论力学？ 4、理论力学的研究对象和任务是什么？
PART A 什么是理论力学
先看花样滑冰表演：
滑行的快慢和表演的动 作花样有没有关系呢？
花样滑冰运动员一方 面通过肢体语言表达 感情。另一方面,更 主要的是通过两臂的 收缩与伸展来改变自 身滑行的速度。
案例2 超现代感力学设计的电脑桌
结构简单
承载能力强
自重轻
富有空间 现代感突出
第0章 绪论
PART C 理论力学的研究对象
PART C、理论力学的研究对象
关于质点、质点系以及刚体
质点
一个具有质量而没有体积和形状的点。
质点系
多个质点组成的系统，质点的数量可以是有限的也可以是无限的。
刚体
在外力作用下不发生变形的物体。
静力学
理论力学 运动学 动力学
力学又称经典力学，是研究通常尺寸的物体在受力 下的形变，以及速度远低于光速的运动过程的一门 自然科学。力学是物理学、天文学和许多工程学的 基础，机械、建筑、航天器和船舰等的合理设计都 必须以经典力学为基本依据。 力学具备完整的学科结构和体系。力学是机械制 造、土木工程、道路桥梁、航空航天工程、材料 工程等的基础，在人类的实践活动中无处不在， 并且深刻地影响着人类的实践活动。