哈尔滨工业大学理论力学第六版第一章
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《理论力学》思考题及习题宁夏大学机械工程学院技术基础部使用教材:理论力学(Ⅰ).哈尔滨工业大学理论力学教研室,第六版.北京:高等教育出版社.说明:以下各章的思考题及习题的页码和题号均以“哈工大”第六版《理论力学》教材为准。
静力学第一章静力学公理和物体的受力分析思考题:1.合矢与合力概念相同吗?2.几何法求合矢时,分矢与合矢怎样区别?3.力沿任意两个轴分解时的两个分力与力向该二轴的投影大小是否相同?4.二力平衡与作用力、反作用力的概念有什么不同?5.二力杆或二力构件的受力特点是什么?6.不计重力但作用有力偶的杆是二力杆吗?7.三力平衡汇交时怎样确定第三个力的作用线方向?8.画受力图的一般步骤是什么?在画物系中各个分离体的受力图时需要注意什么?9.P18思考题。
习题:P20-21:1-1 (a) (c) (d) (e) (g) (i) (j) (k); 1-2 (a) (d) (f)(i)(m) (o) 第二章平面汇交力系与平面力偶系思考题:1.汇交力系的几何法与解析法在应用上各有什么特点?2.解平衡问题时的一般步骤与注意事项?3.解物系问题时的注意事项?4.P33思考题。
5.力偶的特点与等效条件是什么?6.解力偶系平衡问题时的一般步骤与注意事项?习题:P36-40:2-1;2-3; 2-9; 2--12 (a) (c);2—14;2—17第三章平面任意力系思考题:1.力线平移定理的含义?2.用二矩式、三矩式求解问题时,附加什么条件才能保证物系平衡?3.求解平衡问题时,有哪些技巧可以使计算方便?4.P61思考题。
5.物系问题的解题思路?怎样选取研究对象?怎样列方程?6.销钉既受力又连接两个以上物体时的受力分析需掌握什么原则?7.怎样能做到一个方程求解一个未知数?8.节点法的本质是什么?9.截面法的本质是什么?10.怎样判断零杆?习题:P63-71:3-1;3-4;3-6;3-12(a);3-13;3-22;3-34第四章空间力系思考题:1.空间力系化简结果与平面力系化简结果的关系?2.什么力系有六个平衡方程?什么力系有三个平衡方程?什么力系有两个平衡方程?什么力系只有一个平衡方程?3.计算重心的常用方法。
第一章静力学的基本概念与公理一、重点及难点1.力的概念力是物体间的相互机械作用,其作用效果可使物体的运动状态发生改变和使物体产生变形。
前者称为力的运动效应或外效应,后者称为力的变形效应或内效应。
力对物体的作用效果,取决于三个要素:①力的大小:②力的方向;⑧力的作用点。
力是定位矢量。
2.刚体的概念所谓刚体,是指在力的作用下形状和大小都始终保持不变的物体;或者说,刚体内任意两点间的距离保持不变。
刚体是实际物体抽象化的一种力学模型。
3.平衡的概念在静力学中,平衡是指物体相对惯性坐标系(地球)处于静止或作匀速直线运动的状态。
它是机械运动的特殊情况。
4.静力学公理静力学公理概括了力的基本性质,是静力学的理论基础。
公理一(二力平衡原理):作用在刚体上的两个力,使刚体处于平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等。
方向相反,作用在同一直线上。
公理二(加减平衡力系原理):可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力,而不改变原力系对刚体的作用效果。
推论(力在刚体广的可传性):作用在刚体上的力可沿其作用线在刚体内移动,而不改变它对该刚体的作用效果。
公理三(力的平行四边形法则):作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力,即合力。
合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。
即合力为原两力的矢量和。
推论(三力平衡汇交定理):作用于刚体上3个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于—点,则此3个力必在同一平面内,且第3个力的作用线通过汇交点。
公理四(作用和反作用定律)任何两个物体相互作用的力,总是大小相等,方向相反,沿同一直线,并分别作用在这两个物体上。
公理五(刚化原理):变形体在某一力系作用下处于平衡时,如将此变形体刚化为刚体,则平衡状态保持不变。
应当注意这些公理中有些是对刚体,而有些是对物体而言。
5.约束与约束反力限制物体运动的条件称为约束。
构成约束的物体称为约束体,也称为约束。
重庆大学《理论力学》课程教案2005版机械、土木等多学时各专业用2005年8月使用教材:《理论力学》,张祥东主编,重庆大学出版社2002年《理论力学》,哈尔滨工业大学,高等教育出版社2004年《Engineering Mechanics理论力学》,杨昌棋等缩编,重庆大学出版社2005年参考文献[1]同济大学理论力学教研室,理论力学,同济大学出版社,2001年[2]乔宏洲,理论力学,中国建筑工业出版社,1997年[3]华东水利学院工程力学教研室,理论力学,高等教育出版社,1984年[4]理论力学(第六版)哈尔滨工业大学理力教研室编.普通高等教育“十五”国家级规划教材高等教育出版社.2002年8月[5]理论力学(第3版)郝桐生编.教育科学“十五”国家规划课题研究成果高等教育出版社.2003年9月[6]理论力学(第1版)武清玺冯奇主编.教育科学“十五”国家规划课题研究成果高等教育出版社.2003年8月第1篇静力学第1章静力学基本知识与物体的受力分析一、目的要求1.深入地理解力、刚体、平衡和约束等基本概念。
2.深入地理解静力学公理(或力的基本性质)。
3.明确和掌握约束的基本特征及约束反力的画法。
4.熟练而正确地对单个物体与物体系统进行受力分析,画出受力图。
二、基本内容1.重要概念1)平衡:物体机械运动的一种特殊状态。
在静力学中,若物体相对于地面保持静止或作匀速直线平动,则称物体处于平衡。
2)刚体:在力作用下或运动过程中不变形的物体。
刚体是理论力学中的理想化力学模型。
3)约束:对非自由体的运动预加的限制条件。
在刚体静力学中指限制研究对象运动的物体。
约束对非自由体施加的力称为约束反力。
约束反力的方向总是与约束所能阻碍的物体的运动或运动趋势的方向相反。
4)力:物体之间的一种相互机械作用。
其作用效果可使物体的运动状态发生改变和使物体产生变形。
前者称为力的运动效应或外效应,后者称为力的变形效应或内效应,理论力学只研究力的外效应。
绪论一、理论力学的研究对象和内容1.研究对象:理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门科学。
机械运动:物体在空间的位置随时间而发生变化。
它是我们在日常生活和生产实践中最常见、最简单的一种运动形式。
如:星、辰、日、月、江、河、湖、海的运动,各种机器的运动,各种交通运输工具的运动等等。
除之而外,在客观世界中,还存在着各种各样的比较复杂的物质运动。
如:热:是分子的运动光:是光子的运动不属我们研究范围电:是电子的运动等等我们研究的是最简单的机械运动。
平衡是机械运动的特殊情况。
2.内容:为了便于研究,理论力学的内容通常分为三部分。
静力学:主要研究物体在力系作用下的平衡规律,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。
二、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,然后通过实践来验证理论的正确性。
1.实验是形成理论的重要基础通过观察生活和生产实践中的各种现象,进行多次的科学实验,经过分析、综合和归纳。
总结出力学的最基本的规律。
2.经过抽象化建立力学模型在日常生活和工程实际中,作机械运动的物体是各种各样的,我们不可能一个一个地分别给以研究,这就要求我们从具体事物的复杂现象中,抓住共性,找出主要矛盾,略去次要矛盾,从而抽象为书本上能够研究的力学模型。
例如,在研究物体的机械运动时,就忽略了物体的受力变形,得到一个叫做刚体的模型。
如果忽略摩擦对物体运动的影响,就得到理想约束的模型;在有些情况下,又当我们不考虑物体的几何尺寸时,就得到了质点的模型等等,这样抽象以后,就便于进行研究。
3.实践是检验真理的唯一标准古典力学理论在现实生活和工程中,被大量实践验证为正确,并在不同领域的实践中得到发展,形成了许多分支,如刚体力学、弹塑性力学。
《理论力学》教学大纲课程编码:3597英文名称:Theoretical Mechanics总学时:80 实验:上机:适合专业:土木工程一、课程内容及要求本课程主要内容:对质点、质点系的刚体的机械运动(包括平衡)的规律有较系统的理解,掌握其中的基本概念,基本理论和基本方法及其应用。
学习重点:1.熟悉各种常见约束的性质,对简单的物体系统,能熟练地取分离体并画出受力图。
2.能运用平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题(包括考虑滑动摩擦的问题)。
对平面问题要求熟练。
3.熟悉刚体平动、定轴转动和平面运动的特征,并能熟练地计算刚体的角速度和角加速度、刚体内各点的速度和加速度,包括简单机构的运动分析。
4.掌握运动合成和分解的基本概念和方法。
熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。
5.能正确地列出质点运动和刚体运动(包括刚体定轴转动和平面运动)的动力学微分方程并能求解有关的问题。
6.熟练掌握动力学普遍定理及相应的守恒定理,能熟练选择和综合应用这些定理去求解工程中简单的理论力学问题。
7.能掌握虚位移原理的有关概念及其应用。
学习难点:1.常见约束的性质,对简单的物体系统,能熟练地取分离体并画出受力图。
2.能运用平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题(包括考虑滑动摩擦的问题)。
对平面问题要求熟练。
3.掌握描述点的运动弧坐标法,能求点的运动方程,并能熟练地计算点的速度、加速度及其有关问题。
4.掌握运动合成和分解的基本概念和方法。
熟练掌握点的速度合成定理和牵连运动为平动时的加速度合成定理的应用。
掌握牵连运动为定轴转动时加速度合成定理及其应用。
5.能理解并熟练计算动力学中各基本物理量(动量、动量矩、动能、冲量、功、势能等)6.能正确地列出质点运动和刚体运动(包括刚体定轴转动和平面运动)的动力学微分方程并能求解有关的问题。
7.熟练掌握动力学普遍定理及相应的守恒定理,能熟练选择和综合应用这些定理去求解工程中简单的理论力学问题。