理论力学概念

合集下载

理论力学复习

§1.1 理论力学基本概念
一.静力学公理
公理1 二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：
这两个力大小相等、方向相反、作用线共线，作用于同一
个物体上。 (简称等值、反向、共线）注意： F1 F2
F 1 F 2
注意：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)
③二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力构件 (二力体)
二.力的投影和力的分力的区别
力的投影和力的分力是两个不同的概念，不得混淆：（1）力在轴上的投影是代数量，由力的投影X、Y、Z只能求出力的大小和方向，不能确定其作用点的位置；而力的分
力是矢量，由力的分力完全可以确定力的大小和方向及作用
点的位置。（2）力的投影是向轴作垂线而得，力的分力则是利用平行四边形法则而得。在笛卡尔坐标系中关系式
约束物体绕固定端在该平面内转动，如
图悬臂梁所示。
阻碍被约束物体移动的约束力为两
个正交的分力，阻碍被约束物体转动的为反力偶。故平面固定端的约束反力又三个。
§1-5 物体的受力分析和受力图
1.分离体（或脱离体）：从周围物体中单独分离出来的研究对象。 2.受力图：表示研究对象（既脱离体）所受全部力的图形。主动力一般是先给定的，约束力则需要根据约束的性质来判断。 3.画物体受力图主要步骤为： (1) 根据题意选取研究对象，并用尽可能简明的轮廓把它单独画出，即解除约束、取分离体。 (2)在脱离体上画主动力。要画上其所受的全部的主动力，不能漏掉，也不能把不是作用在该分离体上的力画在该分离体上。主动力的作用点（线）和方向不能任意改变。
F
O
d
Fz

理论力学知识点总结

理论力学知识点总结理论力学是研究物体运动规律的一门基础物理学科，它主要研究在力的作用下物体的运动状态。

以下是理论力学的知识点总结：1. 基本概念- 力：物体间的相互作用，可以改变物体的运动状态。

- 质量：物体所含物质的多少，是物体惯性大小的量度。

- 惯性：物体保持其运动状态不变的性质。

- 运动：物体位置随时间的变化。

- 静止：物体相对于参照系位置不发生改变的状态。

2. 牛顿运动定律- 第一定律（惯性定律）：物体在没有外力作用下，将保持静止或匀速直线运动。

- 第二定律（加速度定律）：物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比，方向与作用力方向相同。

- 第三定律（作用与反作用定律）：对于任何两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。

3. 功和能- 功：力在物体上做功，等于力与位移的乘积，是能量转化的量度。

- 动能：物体由于运动而具有的能量，与物体质量和速度的平方成正比。

- 势能：物体由于位置而具有的能量，与物体位置有关。

- 机械能守恒定律：在没有非保守力做功的情况下，系统的机械能（动能加势能）保持不变。

4. 动量和角动量- 动量：物体运动状态的量度，等于物体质量与速度的乘积。

- 角动量：物体绕某一点旋转运动状态的量度，等于物体质量、速度与该点到物体距离的乘积。

- 动量守恒定律：在没有外力作用的系统中，系统总动量保持不变。

- 角动量守恒定律：在没有外力矩作用的系统中，系统总角动量保持不变。

5. 刚体运动- 平动：刚体上所有点的运动状态相同，即刚体整体移动。

- 转动：刚体绕某一点或某一轴的旋转运动。

- 刚体的转动惯量：衡量刚体对转动的抵抗程度，与刚体的质量分布和旋转轴的位置有关。

6. 振动和波动- 简谐振动：物体在回复力作用下进行的周期性振动，其运动方程为正弦或余弦函数。

- 阻尼振动：在阻尼力作用下的振动，振幅随时间逐渐减小。

- 波动：能量在介质中的传播，包括横波和纵波。

7. 分析力学- 拉格朗日力学：通过拉格朗日量（动能减势能）来描述物体的运动。

理论力学

绪论理论力学是物理学专业学生必修的一门重要专业基础课，又是后续三大理论物理课程（即：电动力学、热力学与统计物理学、量子力学）的基础。

理论力学虽然讲授经典理论，但其概念、理论及方法不仅是许多后继专业课程的基础，甚至在解决现代科技问题中也能直接发挥作用。

近年来，许多工程专业的研究生常常要求补充理论力学知识以增强解决实际问题能力，因此学习理论力学课程的重要性是显然的。

既然我们将开始学习理论力学这门课程,我们至少应该了解什么是理论力学?一.什么是理论力学?1. 它是经典力学.理论力学是基础力学的后继课程,它从更深更普遍的角度来研究力与机械运动的基本规律。

当然它仍然属于经典力学，这里“经典”的含义本身就意味着该学科是完善和已成定论的,它自成一统,与物理学及其它学科所要探索的主流毫不相干。

正因为如此,原本属于物理学的力学,经过三百多年的发展到达20世纪初就从物理学中分化出来,并与数、理、化、天、地、生一起构成自然科学中的七大基础学科。

由于理论力学它是经典力学，因此它不同与20世纪初发展起来的量子力学，也不同于相对论力学。

它研究的机械运动速度比光速要小得多，它研究的对象是比原子大得多的客观物体。

如果物体的速度很大，可以同光速比拟，或者物体尺度很小如微观粒子，在这种情况下，经典力学的结论就不再成立，失去效用，而必须考虑它的量子效应和相对论效应。

因此，理论力学它有一定的局限性和适用范围，它只适用于c v << h t p t E >>∆⋅⋅)( (h —普朗克常数)的情况，不再适用于高速微观的情况。

经典力学的这一局限性并不奇怪，它完全符合自然科学发展的客观规律……。

从自然科学发展史的角度来看，由于力学是发展得最早的学科之一，这就难免有它的局限性。

因此，在某种意义上来说它确是一门古老而成熟的理论。

尽管理论力学是一门古老而成熟的理论，这并不意味着它是陈旧而无用的理论。

它不管是在今天还是在将来都仍是许多前沿学科不可缺少的基础。

理论力学

理论力学绪论理论力学：是研究物体机械运动一般规律的科学。

机械运动：物体在空间的位置随时间的改变。

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。

运动学：只从几何的角度来研究物体的运动（如轨迹、速度、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和作用力之间的关系。

静力学引言静力学是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的科学。

１．静力学研究的三个问题⑴物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。

⑵力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。

⑶建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题。

２．基本概念平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动。

质点：具有质量,而其形状、大小可以不计的物体。

质点系：具有一定联系的若干质点的集合。

刚体：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体。

力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变。

力的三要素：大小、方向和作用线。

力系：是指作用在物体上的一群力。

等效力系：对同一刚体产生相同作用效应的力系。

合力：与某力系等效的力。

平衡力系：对刚体不产生任何作用效应的力系。

共点力系：力的作用线汇交于一点。

平面汇交（共点）力系：力的作用线在同一平面内。

空间汇交（共点）力系：力的作用线不在同一平面内。

力系的分类：按作用线所在的位置，分为平面力系和空间力系；按作用线之间的相互关系，分为共线力系、平行力系、汇交力系和任意力系。

第一章静力学公理和物体的受力分析§1-1 静力学公理公理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。

理论力学基本概念和受力分析

精品文档
19
（2）二次投影法（间接投影法）
当力与各轴正向夹角不易确定时，可先将 F 投影到xy面上，然后再投影到x、y轴上，即
FxyFsin
X Fxycojs Fsin cojs YFxysinjFsin sinj Z Fcos
精品文档
20
4.若已知力在直角坐标轴上的投影X、Y、Z，则
力的大小： F X2Y2Z2
[例] 吊灯
精品文档
13
公理5 刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。
公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论。
精品文档
14
§1-2 力的投影及荷载分类
一、力的投影 1.力F 在任一轴上的投影（1）F力与轴共面：以X表示力F 在x轴上的投影，则 X=±ab。
精品文档
33
约束反力特点： ①大小是未知的。故称为被动力。 ②方向总是与所限制的物体的位移方向相反； ③作用点在物体与约束相接触的那一点。
精品文档
34
二、常见约束及约束反力： 1.柔索约束（不计重的绳索、链条或皮带等）由于柔索只能阻碍物体沿柔索伸长的方向运动，故柔索的约束力通过柔索与物体的连接点，方位沿柔索而指向背离物体。即恒为拉力。
大小与力偶臂的乘积：
'
mm(F,F)Fd
规定：逆时针转向为正，反之为负。
单位：N.m，kN.m
精品文档
29
（2）空间问题中的力偶矩是矢量，其对物体的作用决定于力偶三要素：
●力偶矩的大小：m Fd
●力偶作用面在空间的方位
●力偶在作用面内的转向：力偶矩矢与力偶的转向符合右手螺旋法则。力偶对刚体的作用完全决定于力偶矩矢。

理论力学

第一篇理论力学
第一章力学基础
一、刚体、平衡与运动
1－刚体（不变形的物体）
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。它是一个理想化的力学模型
实际物体在力的作用下，都会产生程度不同的变形。但是，这些微小的变形，对研究物体的平衡问题不起主要作用，可以略去不计，这样可使问题的研究大为简化。
首都机场候机楼顶棚拱架支座
铰 (Hinge)
固定铰支座
构件的端部与支座有相同直径的圆孔，用一圆柱形销钉连接起来，支座固定在地基或者其他结构上。这种连接方式称为固定铰链支座，简称为固定铰支(smooth cylindrical pin support)。桥梁上的固定支座就是固定铰链支座。
将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接起来，称为中间铰约束
三.力对点的矩
z
B
1.力对点的矩
mo(F)
mo(F) = r×F
mo(F)表示力F绕O点
A
r
O
y
转动的效应.O点称为矩
d
x
心.力矩矢是定位矢量.
力矩的三要素:力矩的大小;力矩平面的
方位;力矩在力矩平面内的转向.
力矩的几何意义: mo(F) =±2OAB面积=±Fd 力矩的单位: N·m 或 kN·m
同时作用于物体的一群力-------力系
汇交力系平行力系一般力系
空间力系平衡力系
平面力系
等效力系
四、静力学的基本公理
二力平衡公理加减平衡力系公理力的平形四边形法则作用与反作用定律
公理1 二力平衡公理－最简单的平衡条件
作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。

理论力学的基本概念与应用研究

理论力学的基本概念与应用研究引言：理论力学是物理学的基础学科之一，研究物体在受力作用下的运动规律。

它是自然科学中最基本、最普遍的学科之一，对于解释宏观物体的运动、预测天体的运动以及设计工程结构等都具有重要的意义。

本文将从力学的基本概念入手，探讨理论力学的应用研究。

一、力学的基本概念1. 力的概念力是物体之间相互作用的结果，是导致物体发生运动或形状发生变化的原因。

力的大小用牛顿（N）作单位，方向用箭头表示。

2. 质点与刚体质点是指具有质量但无大小的物体，刚体是指在受力作用下，形状和大小不发生变化的物体。

3. 运动学与动力学运动学研究物体的运动状态，包括位置、速度和加速度等；动力学研究物体的运动原因，即受力和受力作用下的运动规律。

4. 牛顿三定律牛顿第一定律（惯性定律）：物体在无外力作用下，保持静止或匀速直线运动。

牛顿第二定律（运动定律）：物体的加速度与作用在其上的力成正比，与物体的质量成反比。

牛顿第三定律（作用反作用定律）：任何两个物体之间的相互作用力，大小相等、方向相反。

二、理论力学的应用研究1. 天体力学天体力学是理论力学的重要应用领域之一，研究天体的运动规律。

通过应用牛顿力学，科学家们能够预测行星、卫星、彗星等天体的轨道和位置，为航天器的发射和行星探测提供了重要依据。

2. 结构力学结构力学是理论力学在工程领域的应用研究。

通过研究物体受力后的变形和破坏情况，工程师们能够设计出稳定可靠的建筑物、桥梁和机械结构。

结构力学的研究还包括弹性力学、塑性力学、疲劳力学等方面。

3. 动力学动力学研究物体在受力作用下的运动规律，对于机械系统的设计和优化具有重要意义。

通过分析物体的质量、惯性、加速度和受力等因素，工程师们能够确定机械系统的运动方式、速度和力学性能。

4. 流体力学流体力学研究流体的运动规律和性质，包括液体和气体。

通过应用理论力学的方法，科学家们能够研究流体的流动、湍流、压力和阻力等问题，为工程设计和自然现象的解释提供了理论基础。

理论力学基本概念和受力分析

25
（2）力与轴过不力共F 面：的
起点和终
点分则别作平面X垂=±直ABˊ
于（定若若x：3aaa轴）为为bF，正锐=负与角±号x，轴规则正X向=±的F夹co角s a，，则用X=观F察cos a
法确定正负，即：
26
27
2.力平面上的投F ' 影为力F 在平面上的投影，大小：
注Fˊ意=F：co力sj在轴上的
3
三、学习理论力学的目的
理论力学是一门理论性较强的技术基础课 1.为了道直路接转或弯间接地解决生火产箭实发践射中的问题
4
重力坝的稳定问题
5
结构的静力计算
6
2. 理论力学是很多专业课程的重要基础例如：材料力学、机械原理、机械零
件、结构力学、弹性力学、流体力学、机械振动等一系列后续课程的重要基础。
对刚体的效应。
因此，对刚体来说，力的三要素为：大小力、是方滑向移、矢作量用线
21
公理3 力的平行四边形法则
作用于物体上同一点的
两个力可合成一个合力，此
合力也作用于该点，合R力F的1 F2
大小和方向由以原两力力矢三为角形推邻论边2所：构三成力的平平衡行汇四交边定→形理的当对刚角体线受来到表三示力。作即用而平衡时，若有两力的作
方平个2.力力殊向行力偶偶力相但。矩是系反不：常。、重力见作合偶的用的对一线两物种特
体的转动效应用力偶矩（度1）量平。面问题中的力偶矩是代数量，大小等于力偶中' 的力的大小与力偶臂的乘积
m m(F, F ) F d
：规定：逆时针转向为正，反之为负。
单位：N.m，kN.m 39
（2）空间问题中的力偶矩是矢量，其对
2. 力的效应运：动①状运态动发效生应改(变外或效使应物) ②体变产形生效（如无特别声明，本课程只研

理论力学中的基本概念和原理解析

理论力学中的基本概念和原理解析理论力学是研究物体运动的规律和力的作用的学科，它是物理学的基础和核心之一。

在理论力学中，有许多基本概念和原理，它们是我们理解和解释物体运动的重要工具。

本文将对理论力学中的一些基本概念和原理进行解析。

1. 质点和刚体在理论力学中，我们通常将物体简化为质点或刚体来进行研究。

质点是指物体的质量集中在一个点上，忽略物体的大小和形状。

刚体是指物体内部各点之间的相对位置保持不变，不发生形变。

2. 运动的描述为了描述物体的运动，我们需要引入坐标系和参考系。

坐标系是用来描述物体位置的系统，常见的有直角坐标系和极坐标系。

参考系是用来描述物体相对于其他物体的运动的系统，常见的有惯性参考系和非惯性参考系。

3. 牛顿定律牛顿定律是理论力学的基石，它描述了物体受力和运动之间的关系。

牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体在没有外力作用时保持静止或匀速直线运动。

牛顿第二定律，也称为动力学定律，指出物体受力与加速度之间的关系，力等于质量乘以加速度。

牛顿第三定律，也称为作用-反作用定律，指出任何作用力都会有一个相等大小、方向相反的反作用力。

4. 动能和势能在理论力学中，我们还引入了动能和势能的概念。

动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。

势能是物体由于位置而具有的能量，它与物体的位置和力的性质有关。

在物体运动过程中，动能和势能可以相互转化。

5. 动量和角动量动量是物体运动的量度，它等于物体的质量乘以速度。

根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度，所以力也可以理解为动量的变化率。

角动量是物体绕某一轴旋转时的量度，它等于物体的质量乘以角速度。

6. 能量守恒和动量守恒在理论力学中，能量守恒和动量守恒是非常重要的原理。

能量守恒指出在一个孤立系统中，能量的总量保持不变，只能从一种形式转化为另一种形式。

动量守恒指出在一个孤立系统中，动量的总量保持不变，只能在物体之间相互转移。

7. 平衡和稳定性在理论力学中，我们还研究物体的平衡和稳定性。

理论力学的基本概念与应用

理论力学的基本概念与应用理论力学是研究物体运动规律和相互作用的学科，是物理学的基础和重要组成部分。

它主要包括质点力学、刚体力学和连续介质力学等内容。

理论力学涉及的基本概念及其应用广泛应用于物理、工程、天文学等领域。

本文将介绍理论力学的基本概念，并探讨其在实际应用中的意义与作用。

一、质点力学质点力学是理论力学的基础，研究物体在力的作用下的运动规律。

其中，包括质点的运动学、动力学和力学定律等内容。

质点的运动学主要研究质点在力的作用下的速度、加速度和位移等物理量的关系。

动力学则研究质点在力的作用下的加速度与力的关系。

力学定律则是研究描述质点受力运动过程的数学表达式。

质点力学在物体运动研究以及航天、机械等领域的设计与控制中具有重要的应用价值。

二、刚体力学刚体力学研究刚体在力的作用下的平衡和运动规律。

刚体是指在运动过程中形状和体积保持不变的物体。

刚体力学主要包括静力学和动力学两个方面。

静力学研究刚体在平衡状态下受力的平衡条件，以及力的合成和分解等内容。

动力学研究刚体的运动规律，包括角动量、动量与能量等物理量的守恒定律。

刚体力学在工程、建筑等领域的结构分析和设计中有广泛应用。

三、连续介质力学连续介质力学研究物质在力的作用下的力学性质和运动规律。

它将物质视为连续的、无限细分的介质，研究介质的变形、流动、弹性和塑性等特性。

连续介质力学主要包括流体力学和固体力学两个分支。

流体力学研究液体和气体等流体在力的作用下的运动规律，包括流体的压强、流速和流量等物理量的关系。

固体力学则研究固体材料在外力作用下的弹性、塑性和断裂等力学性质。

在实际应用中，理论力学的基本概念与方法在物理、工程和天文学等领域具有重要的意义与应用价值。

通过研究物体的运动规律和相互作用，可以为航天、航空、交通运输等领域的设计与控制提供理论基础。

同时，理论力学也为工程、建筑和材料科学等领域的结构分析和设计提供重要的工具和方法。

此外，在天文学研究中，理论力学的运用也是不可或缺的，它可以帮助我们解释行星运动、天体力学现象等自然现象。

理论力学基本概念

静力学基础静力学就是研究物体平衡一般规律的科学。

这里所研究的平衡就是指物体在某一惯性参考系下处于静止状态。

物体的静止状态就是物体运动的特殊形式。

根据牛顿定律可知,物体运动状态的变化取决于作用在物体上的力。

那么在什么条件下物体可以保持平衡,就是一个值得研究并有广泛应用背景的课题,这也就是静力学的主要研究内容。

本章包括物体的受力分析、力系的简化、刚体平衡的基本概念与基本理论。

这些内容不仅就是研究物体平衡条件的重要基础,也就是研究动力学问题的基础知识。

一、力学模型在实际问题中,力学的研究对象(物体)往往就是十分复杂的,因此在研究问题时,需要抓住那些带有本质性的主要因素,而略去影响不大的次要因素,引入一些理想化的模型来代替实际的物体,这个理想化的模型就就是力学模型。

理论力学中的力学模型有质点、质点系、刚体与刚体系。

质点:具有质量而其几何尺寸可忽略不计的物体。

质点系:由若干个质点组成的系统。

刚体:就是一种特殊的质点系,该质点系中任意两点间的距离保持不变。

刚体系:由若干个刚体组成的系统。

对于同一个研究对象,由于研究问题的侧重点不同,其力学模型也会有所不同。

例如:在研究太空飞行器的力学问题的过程中,当分析飞行器的运行轨道问题时,可以把飞行器用质点模型来代替;当研分析飞行器在空间轨道上的对接问题时,就必须考虑飞行器的几何尺寸与方位等因素,可以把飞行器用刚体模型来代替。

当研究飞行器的姿态控制时,由于飞行器由多个部件组成,不仅要考虑它们的几何尺寸,还要考虑各部件间的相对运动,因此飞行器的力学模型就就是质点系、刚体系或质点系与刚体系的组合体。

二、基本定义力就是物体间相互的机械作用,从物体的运动状态与物体的形状上瞧,力对物体的作用效应可分为下面两种。

外效应:力使物体的运动状态发生改变。

内效应:力使物体的形状发生变化(变形)。

对于刚体来说,力的作用效应不涉及内效应。

刚体上某个力的作用,可能使刚体的运动状态发生变化,也可能引起刚体上其它力的变化。

四大力学概论

理论力学理论力学是机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科，也称经典力学。

是力学的一部分，也是大部分工程技术科学理论力学的基础。

其理论基础是牛顿运动定律，故又称牛顿力学。

20世纪初建立起来的量子力学和相对论，表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况，也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况。

对于速度远小于光速的宏观物体的运动，包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动，都可以用经典力学进行分析。

基本概况理论力学是研究物体的机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科。

同时理论力学是一门理论性较强的技术基础课，随着科学技术的发展，工程专业中许多课程均以理论力学为基础。

理论力学研究示意图理论力学遵循正确的认识规律进行研究和发展。

人们通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行多次的科学试验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本的理论规律。

[1]发展简史力学是最古老的科学之一，它是社会生产和科学实践长期发展的结果。

随着古代建筑技术的发展，简单机械的应用，静力学逐渐发展完善。

公元前5～前4世纪，在中国的《墨经》中已有关于水力学的叙述。

古希腊的数学家阿基米德（公元前3世纪）提出了杠杆平衡公式（限于平行力）及重心公式，奠定了静力学基础。

荷兰学者S.斯蒂文（16世纪）解决了非平行力情况下的杠杆问题，发现了力的平行四边形法则。

他还提出了著名的“黄金定则”，是虚位移原理的萌芽。

这一原理的现代提法是瑞士学者约翰第一·伯努利于1717年提出的。

动力学的科学基础以及整个力学的奠定时期在17世纪。

意大利物理学家伽利略创立了惯性定律，首次提出了加速度的概念。

他应用了运动的合成原理，与静力学中力的平行四边形法则相对应，并把力学建立在科学实验的基础上。

英国物理学家牛顿推广了力的概念，引入了质量的概念，总结出了机械运动的三定律(1687年)，奠定了经典力学的基础。

他发现的万有引力定律，是天体力学的基础。

(完整版)力学基本概念

（4）在力偶三要素不改变的条件下，可以任意选定组成力偶的两个等值、反向、平行力的大小或力偶臂的长短。由大小相等、方向相反，作用线平行但不共线的两
个力所组成的力系，称为力偶。同时作用在物体上的一群力偶，称为力偶系。
在力偶系中，所有力偶的作用面均在同一平面内
的力偶系，称为平面力偶系；所有力偶的作用面不全部在同一平面内的力偶系，称为空间力偶系。
即，合力为原两力的矢量和。矢量表达式：FR= F1+F2
F2
FR
A
F1
§1–3 静力学公理
公理三(力平行四边形公理) 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。
力三角形法
F2
FR
FR
F2
F1
F2
FR
A
F1
A
A F1
2、力的概念力是力学中一个基本量。
1）力的含义：（1）力是物体间的相互作用；（2）力是物体运动状态发生变化的原因；（3）力是物体形状发生变化的原因。 2）力的效应：力使物体的运动状态发生改变以及力使物体发生变形，称为力的效应。其中，力使物体
的运动状态发生改变的效应，称为力的外效应；而力使物体发生变形的效应，则称为力的内效应。
个力，称为力偶。在力偶作用面内，力偶使物体产生纯转动的效应。
2）力偶的三要素：（1）力偶矩的大
小；（2）力偶的转向；（3）力偶的作用
平面。
力偶的作用面：力偶中两反向平行力的作用线所在的平面，称为力偶的作用面。
力偶臂：力偶中两反向平行力的作用线的垂直距离称为力偶臂。
力偶矩：力偶中力的大小与力偶臂的乘积，称为力偶矩。国际制单位中，力偶矩的单位是牛顿·米（N·m）或千牛顿·米（kN·m）。在平面内，力偶矩是代数量。

理论力学的基本概念与应用

理论力学的基本概念与应用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以及物体受力的原理。

在我们日常生活中，理论力学的应用无处不在，从机械工程到航空航天，从交通运输到建筑设计，都离不开理论力学的支持。

本文将从力、质点运动、牛顿运动定律和万有引力等方面，介绍理论力学的基本概念与应用。

力是理论力学的核心概念之一。

力的大小可以用牛顿（N）来表示，方向可以用矢量来表示。

力可以分为接触力和非接触力两类。

接触力是物体之间直接接触产生的力，如推、拉等；非接触力是物体之间不直接接触产生的力，如重力、电磁力等。

力的合成和分解是力学中的重要概念，通过合成和分解可以将一个力分解为多个力的合力，或将多个力合成为一个力的合力。

这在工程设计中有着重要的应用，比如在建筑设计中，通过合成多个力，可以计算出建筑物的承重能力。

质点运动是理论力学的另一个基本概念。

质点是指物体在运动过程中，可以忽略其大小和形状，只考虑其质量和位置的点。

质点运动可以分为直线运动和曲线运动两类。

直线运动是指物体在直线上运动，如自由落体运动；曲线运动是指物体在曲线上运动，如抛体运动。

质点运动的描述需要用到位移、速度和加速度等概念。

位移是指物体从一个位置到另一个位置的位移量，速度是指物体在单位时间内位移的大小，加速度是指物体在单位时间内速度的变化量。

这些概念在交通运输中有着广泛的应用，比如通过计算车辆的速度和加速度，可以评估车辆的行驶安全性。

牛顿运动定律是理论力学的基石。

牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体在没有外力作用下，将保持静止或匀速直线运动的状态。

这一定律在航空航天中有着重要的应用，比如航天器在太空中没有空气阻力的作用，可以根据牛顿第一定律进行飞行轨迹的计算。

牛顿第二定律，也称为动力学定律，指出物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。

这一定律在机械工程中应用广泛，比如通过计算物体受到的力和加速度，可以确定机械装置的设计参数。

理论力学的基本概念与应用领域展望

理论力学的基本概念与应用领域展望理论力学是物理学的基础学科之一，研究物体在力的作用下的运动规律。

它是自然科学中的重要分支，对于解释宇宙万物的运动和相互作用具有重要意义。

本文将介绍理论力学的基本概念，并展望其在不同领域的应用前景。

理论力学的基本概念主要包括质点运动、刚体运动、力学系统、力学原理等。

质点运动是研究质点在力的作用下的运动规律，它假设物体可以看作没有大小但有质量的点。

刚体运动是研究刚体在力的作用下的运动规律，它假设物体的各个部分保持相对位置不变。

力学系统是指由若干个物体组成的整体，研究力学系统的运动规律可以帮助我们了解物体之间的相互作用。

力学原理是指描述物体运动规律的基本定律，包括牛顿三定律、动量守恒定律等。

理论力学在物理学、工程学等领域的应用广泛。

在物理学中，理论力学被广泛应用于研究天体运动、微观粒子的行为以及宏观物体的运动规律。

天体运动是研究行星、恒星等天体的运动规律，理论力学可以帮助我们预测天体的位置和轨道。

微观粒子的行为研究了原子、分子等微观粒子的运动规律，理论力学可以帮助我们理解微观世界的奥秘。

宏观物体的运动规律研究了大型物体的运动规律，理论力学可以帮助我们设计和优化工程结构。

在工程学中，理论力学被广泛应用于研究力学系统的运动规律和结构设计。

在机械工程中，理论力学可以帮助我们分析机械系统的运动规律，优化机械结构的设计。

在土木工程中，理论力学可以帮助我们分析建筑物和桥梁等结构的受力情况，确保其安全可靠。

在航空航天工程中，理论力学可以帮助我们研究飞机和火箭等航空器的运动规律，提高其性能和安全性。

除了物理学和工程学，理论力学还在其他领域有着广泛的应用。

在生物学中，理论力学可以帮助我们研究生物体的运动规律，了解生物体内部的力学过程。

在经济学中，理论力学可以帮助我们研究经济系统的运动规律，预测经济发展的趋势。

在计算机科学中，理论力学可以帮助我们设计和优化计算机算法，提高计算效率。

未来，理论力学的应用领域将会更加广泛。

理论力学的基本概念是什么？

理论力学的基本概念是什么？在我们探索物理世界的奥秘时，理论力学就像是一把神奇的钥匙，帮助我们打开理解物体运动和相互作用的大门。

那么，理论力学的基本概念究竟是什么呢？让我们一同来揭开这神秘的面纱。

首先，我们来谈谈“质点”这个概念。

质点，简单来说，就是一个具有质量但没有大小和形状的点。

在很多情况下，当我们研究物体的运动时，如果物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略不计，那么我们就可以把这个物体看作一个质点。

比如，研究地球绕太阳的公转时，由于地球到太阳的距离远远大于地球的半径，地球的大小和形状对公转的影响极小，这时就可以把地球看成一个质点。

接下来是“刚体”。

与质点不同，刚体是指在运动过程中，其形状和大小始终保持不变的物体。

这意味着刚体内部任意两点之间的距离在运动中始终保持恒定。

在实际生活中，像建筑中的钢梁、机械中的齿轮等，在一定条件下都可以近似看作刚体来进行分析。

“力”是理论力学中另一个至关重要的概念。

力是物体之间的相互作用，它能够改变物体的运动状态。

力有大小、方向和作用点这三个要素。

比如，我们推一个箱子，施加的推力就是一种力，它使箱子从静止开始运动。

力的单位是牛顿（N），一牛顿的力可以使质量为 1 千克的物体产生 1 米每秒平方的加速度。

说到力，就不得不提到“牛顿运动定律”。

第一定律指出，物体如果不受力或者所受合力为零，将保持静止或匀速直线运动状态。

这一定律揭示了物体具有惯性，即保持原有运动状态的性质。

第二定律则表明，物体所受合力等于质量与加速度的乘积，即 F ＝ ma 。

这一定律建立了力与运动状态改变之间的定量关系。

第三定律说的是，两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

比如，当你用手按压桌面时，手对桌面施加了一个压力，同时桌面也对手施加了一个大小相等、方向相反的支持力。

“约束”也是一个重要的概念。

在实际情况中，物体的运动往往会受到各种限制，这些限制就称为约束。