工程力学电子教材

目录绪论 (1)第一节质点、刚体及变形体概念 (1)第二节工程力学课程的内容和学习方法 (2)第一篇刚体静力学 (1)第一章刚体的受力分析 (1)第一节基本概念 (1)第二节静力学公理 (3)第三节力在直角坐标轴上的投影 (7)第四节力对点的矩 (10)第五节力对轴的矩 (16)第六节约束和约束反力 (19)第七节物体的受力分析和受力图 (25)习题 (31)第二章力系的简化和平衡方程 (1)第一节平面汇交力系 (1)例1 力偶和力偶系 (8)例2 平面一般力系 (11)例3 空间一般力系简介 (22)例4 物体的重心 (26)习题 (32)第三章平衡方程的应用 (1)第一节静定问题及刚体系统平衡 (1)第二节平面静定桁架的内力计算 (10)习题 (17)第四章摩擦 (1)第一节滑动摩擦 (1)第二节摩擦角和自锁现象 (3)第三节滚动摩阻 (6)第四节考虑摩擦时物体的平衡问题 (9)习题 (14)第二篇弹性静力学I（杆件的基本变形）......................................................5－1 第五章轴向拉伸和压缩 (2)第一节轴向拉伸（压缩）时杆的内力和应力 (2)第二节轴向拉伸（压缩）时杆的变形 (7)第三节材料在轴向拉伸和压缩时的力学性能 (10)第四节许用应力.安全系数.强度条件 (16)第五节简单拉压超静定问题 (20)第六节应力集中的概念 (25)习题 (27)第六章剪切 (1)第一节剪切的概念 (1)第二节剪切的实用计算 (2)第三节挤压的实用计算 (5)习题 (10)第七章扭转 (1)第一节外力偶矩的计算 (1)第二节扭矩和扭矩图 (2)第三节圆轴扭转时的应力和强度计算 (4)第四节圆轴扭转时的变形和刚度计算 (9)*第五节圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形 (11)*第六节非圆截面杆扭转的概念 (14)习题 (17)第八章梁弯曲时内力和应力 (1)第一节梁的计算简图 (2)第二节弯曲时的内力 (3)第三节剪力图和弯矩图 (5)第四节纯弯曲时的正应力 (11)第五节剪切弯曲时的正应力强度计算 (14)第六节弯曲切应力 (18)第七节提高梁弯曲强度的一些措施 (24)* 第八节悬索 (27)习题 (35)第九章梁的弯曲变形 (1)第一节工程中的弯曲变形 (1)第二节梁变形的基本方程 (1)第三节用叠加法求梁的变形 (6)第四节简单静不定梁 (12)第五节梁的刚度校核提高梁弯曲刚度的措施 (15)习题 (18)1.弹性静力学II（压杆稳定、强度理论和组合变形）………………………………第十章压杆稳定与压杆设计 (1)1.压杆稳定的概念 (1)1.细长压杆的临界载荷 (2)1.欧拉公式及经验公式 (5)1.压杆稳定条件 (8)1.提高压杆稳定性的措施 (10)习题 (12)第十一章复杂应力状态和强度理论 (1)第一节应力状态概念 (1)第二节二向应力状态分析 (4)第三节三向应力状态分析 (11)第四节广义胡克定律 (12)第五节强度理论 (13)习题 (21)第十二章组合变形的强度计算 (1)第一节组合变形的概念 (1)第二节拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 (2)第三节弯曲和扭转的组合变形 (6)习题 (12)附录A 单位制及数值精度…………………………………………………………………附录B 截面的几何性质……………………………………………………………………附录C 型钢表……………………………………………………………………………习题答案…………………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………绪论固体的移动﹑旋转和变形，气体和液体的流动等都属于机械运动。

第十二章 动量矩定理第一、二节 质点和质点系的动量矩 动量矩定理教学时数：2学时教学目标：1、 对动量矩的概念有清晰的理解2、 熟练的计算质点系的动量矩教学重点：质点系的动量矩 质点系的动量矩定理教学难点：质点系的动量矩定理 教学方法：板书＋PowerPoint教学步骤： 一、引言由静力学力系简化理论知：平面任意力系向任一简化中心简化可得一力和一力偶，此力等于平面力系的主矢，此力偶等于平面力系对简化中心的主矩。

由刚体平面运动理论知：刚体的平面运动可以分解为随同基点的平动和相对基点的转动。

若将简化中心和基点取在质心上，则动量定理（质心运动定理）描述了刚体随同质心的运动的变化和外力系主矢的关系。

它揭示了物体机械运动规律的一个侧面。

刚体相对质心的转动的运动变化与外力系对质心的主矩的关系将有本章的动量矩定理给出。

它揭示了物体机械运动规律的另一个侧面。

二、质点和质点系的动量矩 1、质点的动量矩设质点M 某瞬时的动量为v m ，质点相对固定点O 的矢径为r，如图。

质点M 的动量对于点O 的矩，定义为质点对于点O 的动量矩，即()v m r v m M L O O ⨯==()v m M O垂直于△OMA ，大小等于△OMA 面积的二倍，方向由右手法则确定。

类似于力对点之矩和力对轴之矩的关系，质点对固定坐标轴的动量矩等于质点对坐标原点的动量矩在相应坐标轴上的投影，即 ()d mv v m M L xy Z z ==质点对固定轴的动量矩是代数量，其正负号可由右手法则来确定。

动量矩是瞬时量。

在国际单位制中，动量矩的单位是s m kg /2⋅ 2、质点系的动量矩（1）质点系对固定点的动量矩设质点系由n 个质点组成，其中第i 个质点的质量为i m ，速度为i v ，到O 点的矢径为i r，则质点系对O 点的动量矩（动量系对点的主矩）为：()∑∑⨯==i i i i i O O v m r v m M L即：质点系对任一固定点O 的动量矩定义为质点系中各质点对固定点动量矩的矢量和。

第一章静力学基础§1-1 静力学的基本概念一力的概念1. 力：是物体间的相互机械作用。

2. 力的作用效果：使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。

3. 力的三要素：力的大小、方向、作用点。

（1）力的大小反映了力的强弱。

（2）力的方向反映了力的作用线在空间的方位和指向。

（3）力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。

只要改变其中任何一个要素，力对物体的作用效应也会随之改变。

4．理解力的概念应该注意以下几点：力不能脱离物体而独立存在。

有力存在，就一定有施力物体和受力物体。

(1)力总是成对出现，即有作用力，就必有其反作用力存在。

(2)力是矢量，对物体的作用效应取决于力的三要素。

(3)力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应，使物体产生变形的效应称为力的内效应。

静力学只研究力的外效应，材料力学研究力的内效应。

5.力的单位：力的单位为牛顿，符号是N，工程力学中常用KN，1KN=1000N。

6力的表示：力的三要素可用带有箭头的有向线段（矢线）来表示。

线段的长度（按一定比例画出）表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起始点或终止点表示力的作用点。

通过力的作用点，沿力的方向的直线，叫做力的作用线。

用（F）表示。

二刚体：在力的作用下形状和大小都保持不变的物体称为刚体。

刚体是一个抽象化的力学模型，在一定的条件下可以把物体抽象为刚体。

在自然界中，绝对的刚体实际上是不存在的。

§1-2 静力学公理公理1：二力平衡公理：刚体只受两个力作用而处于平衡状态时，必须也只须这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。

二力平衡公理是力学最简单力系平衡的必要和充分条件，是研究力系平衡的基础。

但是它只适用于刚体，对于非刚体，只是必要的，不是充分的，即并非满足受等值，反向，共线的作用力就平衡。

二力杆：只有两个着力点而处于平衡的构件，称为二力构件。

当构件呈杆状时，称为二力杆。

二力杆受力特点：所受二力必沿其两作用点的连线。

《工程力学电子教案》PPT课件第一章：工程力学概述1.1 教案目标了解工程力学的定义和研究对象掌握工程力学的基本概念和原理1.2 教学内容工程力学的定义和研究对象工程力学的基本概念和原理工程力学的应用领域和发展趋势1.3 教学方法采用PPT课件展示工程力学的定义和研究对象通过实例分析工程力学的应用领域和发展趋势引导学生参与讨论和提问，加深对工程力学的理解1.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对工程力学的理解程度课后作业评估学生对工程力学概念和原理的掌握情况第二章：力学基础2.1 教案目标掌握力学的基本定律和原理学习力学的基本量和单位2.2 教学内容牛顿运动定律力的概念和计量质量的概念和计量加速度的概念和计量2.3 教学方法采用PPT课件讲解力学的基本定律和原理通过实例演示和问题讨论，加深学生对力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证力学原理2.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对力学原理的掌握情况第三章：静力学3.1 教案目标学习静力学的基本原理和方法掌握静力学中的力的合成和分解3.2 教学内容静力学的基本原理力的合成和分解的方法静力学方程的建立和应用3.3 教学方法采用PPT课件讲解静力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对静力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证静力学原理课堂提问和讨论评估学生对静力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对静力学原理的掌握情况第四章：动力学4.1 教案目标学习动力学的基本原理和方法掌握动力学中的运动方程和动力方程4.2 教学内容动力学的基本原理运动方程的建立和应用动力方程的建立和应用4.3 教学方法采用PPT课件讲解动力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对动力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证动力学原理4.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对动力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对动力学原理的掌握情况第五章：材料力学5.1 教案目标学习材料力学的基本原理和方法掌握材料力学中的应力、应变和强度计算材料力学的基本原理应力的概念和计算应变的概念和计算强度的概念和计算5.3 教学方法采用PPT课件讲解材料力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对材料力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证材料力学原理5.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对材料力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对材料力学原理的掌握情况第六章：弹性力学6.1 教案目标学习弹性力学的基本原理和方法掌握弹性力学中的弹性模量和胡克定律6.2 教学内容弹性力学的基本原理弹性模量的概念和计算胡克定律的表述和应用6.3 教学方法采用PPT课件讲解弹性力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对弹性力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证弹性力学原理6.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对弹性力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对弹性力学原理的掌握情况第七章：流体力学7.1 教案目标学习流体力学的基本原理和方法掌握流体力学中的流速、流率和伯努利方程7.2 教学内容流体力学的基本原理流速的概念和计算流率的的概念和计算伯努利方程的表述和应用7.3 教学方法采用PPT课件讲解流体力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对流体力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证流体力学原理7.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对流体力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对流体力学原理的掌握情况第八章：摩擦力学8.1 教案目标学习摩擦力学的基本原理和方法掌握摩擦力学中的摩擦系数和摩擦力计算8.2 教学内容摩擦力学的基本原理摩擦系数的概念和计算摩擦力的概念和计算8.3 教学方法采用PPT课件讲解摩擦力学的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对摩擦力学概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证摩擦力学原理8.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对摩擦力学概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对摩擦力学原理的掌握情况第九章：动力机械9.1 教案目标学习动力机械的基本原理和方法掌握动力机械中的发动机和传动系统9.2 教学内容动力机械的基本原理发动机的类型和工作原理传动系统的类型和作用9.3 教学方法采用PPT课件讲解动力机械的基本原理和方法通过实例分析和问题讨论，加深学生对动力机械概念的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证动力机械原理9.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对动力机械概念的理解程度课后作业和实验报告评估学生对动力机械原理的掌握情况第十章：工程力学案例分析10.1 教案目标学习工程力学在实际工程中的应用掌握工程力学案例分析的方法和技巧10.2 教学内容工程力学在实际工程中的应用案例工程力学案例分析的方法和技巧10.3 教学方法采用PPT课件讲解工程力学在实际工程中的应用案例通过实例分析和问题讨论，加深学生对工程力学案例分析的理解引导学生进行实验观察和数据分析，验证工程力学原理10.4 教学评估课堂提问和讨论评估学生对工程力学案例分析的理解程度课后作业和实验报告评估学生对工程力学原理的掌握情况重点和难点解析1. 教案目标：在教学过程中，明确教案目标是指导学生理解和掌握工程力学的基本概念和原理。