理论力学万能解题法
理论力学1-解题技巧总结
9,绳索两端拉力相等的条件:1,假设两个力直接作用在中间无任何物体的绳索上,且绳索无质量,那么该绳索两端的力大小相等;2,绳索绕定滑轮两端,假设定滑轮不计质量或不转动,那么两端拉力相等。
动量定理---质心的运动变化
动量矩定理---绕质心或绕定点的运动变化
这3个公式都是瞬时表达式,但是功率方程积分后得到的动能定理表达式可以表达一个时间段的能量转换。
前2个公式在求解加速度时要求知道所有的力〔外力和约束力〕,而第3个公式只需要知道做功的力,一般理想约束不做功,所以第3个公式中一般不会出现约束力,这是该公式有别于其他2个公式求解加速度的优越性。
要注意动量矩定理的公式2,在特殊情况下可能出现约束力对某点的矩为0即力臂为0的情况。这种情况下应用该公式一样可以求解局部力未知时的加速度问题。
6,从一个方向如果无法求解〔矢量方程中多于2个未知量〕,应考虑多个矢量方程联立求解。
动力学总结
1,求解动力学问题,第一步是分析各个刚体的整周期的运动状态〔平移、绕定轴转动、一般平面运动〕,第二步是进行受力分析。
2,与静力学、运动学比拟,动力学解决问题的途径可能不止一条!
,,上述三个公式是每个局部〔动量、动量矩、动能〕的核心公式,当然必须记住一些相关的公式。
功率方程中要求每个做功的力的瞬时功率,此时要注意做功的力与该刚体的速度之间的角度问题。
6,注意纯滚动的时候瞬心判定:如一边是绳索一边是地面,瞬心在绳索接触点;如一边是弹簧一边是地面,瞬心在地面接触点;只与地面接触作纯滚动,那么瞬心在地面接触点。
7,当方程数量少于未知量时,可考虑运动学中的速度、加速度关系,增加相应的方程数量解题。
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法
1. 叠加原理
在力学中,叠加原理是一种非常实用的方法。
它的基本思想是,某个物体所受的所有力的作用效果可以视为每个力单独作用产生的效果的矢量和。
例如,在双坡面问题中,我们可以将物体所受的重力和斜面的支持力直接加起来,得到物体沿双坡面滑动时的加速度。
这种方法非常简单,且适用于多个力作用于同一物体的情况。
2. 质点模型
在运用力学知识解决物理问题时,通常会将物体视为质点。
这种做法的优点是可以简化问题,减少计算量。
例如,在解决碰撞问题时,我们可以把两个物体都视为质点,并根据动量守恒定律来解决问题。
这种方法简单易懂,而且适用于有动量守恒条件的问题。
3. 弹性势能法
在弹性力学中,势能的概念非常重要。
弹性势能是一种形式化的表示,它表示在弹性体变形时,由于弹性势能的存储而能够释放的能量。
在解决弹性碰撞等问题时,我们可以使用弹性势能法。
4. 夹逼定理
夹逼定理是应用数学中的一种方法。
在力学中,它可以用来简化复杂的问题,特别是在弹簧振子和液压机械问题中非常有用。
例如,在液压机械问题中,我们可以利用夹逼定理,将液压系统中的各种物理量进行换算,得出最终的压力或力的大小。
这种方法简单易行,并且适用范围广。
考察力学题的解题技巧
考察力学题的解题技巧力学作为物理学的一个重要分支,是研究物体运动和受力的学科。
在学习力学过程中,解题是提高学习效果的关键。
本文将介绍一些解力学题的技巧,帮助大家更好地应对力学考试。
一、理清思路,从简单开始解题时,第一步是理清思路。
通常,力学题目的难度会有一定的递进性,所以我们可以从简单的题目开始解答,逐渐提高难度。
这样做可以增加自信心,并且培养解决问题的思维模式。
例如,某题要求求解一个物体在水平面上的加速度,可以先从简单的情况出发,假设没有摩擦力和空气阻力。
然后再逐步引入其他的因素,例如考虑摩擦力或者空气阻力的影响。
通过逐步引入条件,我们可以更好地理解问题并解决它。
二、画图、标记坐标系力学题通常涉及物体的运动轨迹和受力情况。
为了更好地理解题目,我们应该学会画图和标记坐标系。
这样可以让问题形象化,更容易理解并分析。
例如,有一个题目要求求解一个物体从斜面上滑落的时间。
在解答问题之前,我们可以画一个示意图,标记出斜面的角度和物体的起始位置以及终点位置。
这样,我们就可以根据图形去分析问题,更好地解决它。
三、运用物理定律、方程在解力学题时,熟练掌握物理定律和相关方程是非常重要的。
通过应用这些定律和方程,我们可以将实际问题转化为数学问题,进而解决它。
例如,有一个题目要求求解一个物体从斜面上滑落的加速度。
我们可以首先应用牛顿第二定律F=ma,将物体的重力分解成沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力。
然后利用三角函数和牛顿第二定律的公式,得到物体在斜面上的加速度。
四、注意单位、精度解力学题时,必须注意单位和精度。
在计算过程中,要保证所有的量都采用相同的单位,以避免计算错误。
此外,解题结果也要保持一定的精度,不要过于粗略。
例如,某题要求求解物体的速度,已知力和质量。
我们在计算的过程中要确保力和质量的单位一致,例如力单位是牛,质量单位是千克。
另外,在给出解答时,也要注意结果的精度,保留合适的小数位数。
五、多做练习、总结经验最后一个技巧是多做练习并总结经验。
力学最难最重要!物理万能解题思路拿下力学,把难题变简单
力学最难最重要!物理万能解题思路拿下力学,把难题变简单如何学好物理是许多学生和家长的心病。
物理不像语文或者英语。
很多孩子初中文科好,到了高中文科成绩也会很好。
但理科特别是物理就不一样了。
高中物理更重理解,死记硬背的东西很少,这就照成不少学生初中物理明明很好,到了高一却一落千丈。
查原因既不是上课没听讲,也不是课后作业做得少。
接下来我要讲的,就是教你一步一个脚印如何踏踏实实学好物理。
只要学得踏实了,不管考试的题目怎么变化,我们都不会怕它。
要想学好物理,必须拿下力学!要想学好物理,必须拿下力学!高中物理内容大致分为五大部分:力学、热学、电学、光学、原子物理。
与初中物理一样,力学和电学仍旧是高中物理的重点和难点。
能学好力学和电学的人,后面三部分基本没问题。
再拿力学和电学相比,力学又是重中之重。
因为电学要以力学作为基础,在题目的灵活性上,电学也远不如力学。
比如弹力、摩擦力的分析,远比电场力、安培力、洛伦茨力的分析容易出错。
学生分析后三个力的有无和方向时,一般不容易出错误,而在分析前两个力时,容易错误百出。
弹力和摩擦力,就这么简单的两个力,不知打击了多少高中学子的积极性。
整个高一就是在学力学,所以高一物理,对学生整个高中的学习都相当重要。
力学学好了整个高中物理就学通了。
力学学不好整个高中物理也学不好。
后面的内容都要力学做基础,后面的东西也都没有力学难。
所以,要想学好物理,必须拿下力学!力学三大黄金钥匙,六大物理关系力学三大黄金钥匙,六大物理关系力学题目千变万化,但解力学题目归结起来就三大方法:三大黄金钥匙:动力学的观点;动量的观点;能量的观点◆ 动力学的观点关系1:物体不受外力时,物体运动状态不会改变。
即如果外力F=0,则V末=V初关系2:物体受外力时,物体运动状态发生改变,有F=ma。
(物体的运动状态就是指物体的运动速度)◆ 动量的观点关系3:系统所受外力的冲量为0时,系统的动量不会改变。
即如果I=ft=0,P末=P初关系4:系统所受外力冲量时,系统动量发生改变,有I=P末-P 初。
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法高中物理力学是一门十分重要的学科,其内容较为复杂,难度较大。
在学习物理力学的过程中,解题是一个十分重要的环节。
而解题能力的提高不仅需要学生深厚的理论基础,更需要掌握一些实用的解题方法。
本文将为大家介绍高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法。
一、物理图像法物理图像法是解决力学问题中的一种重要方法,它通过物理图像的构建来直观地分析问题,并得出结论。
物理图像法适用于诸如运动学、动力学等方面的问题,对于解决复杂问题具有很好的效果。
在使用物理图像法时,首先要对问题进行分析,了解问题中所涉及到的物理量和条件。
然后根据问题中的条件和要求,构建相应的物理图像,可以是运动曲线图、力、加速度等图。
利用物理图像进行分析,解决问题。
例如在动力学问题中,我们可以通过绘制物体受力图来直观地了解物体所受的力,从而分析物体的运动规律。
在运动学问题中,我们可以通过绘制运动曲线图来了解物体的运动轨迹和速度变化情况。
物理图像法能够帮助学生更形象地了解问题,有助于理解物理问题的本质,提高解题效率。
二、合力分解法合力分解法是解决受力分析问题的一种实用的方法。
在物理力学中,许多问题涉及到多个力同时作用于一个物体上,此时就需要用到合力分解法。
通过将复杂的力拆分成简单的力,可以更清晰地了解力的作用情况,从而更方便地进行力的分析。
当解题时遇到多个力作用于一个物体上的情况,可以采用合力分解法。
首先将各个力按照坐标轴的方向进行合力分解,得到各个力的分量,然后再对分量进行综合分析,求解问题。
在斜面上滑动的问题中,我们可以将物体所受的重力拆分成垂直于斜面方向和与斜面方向平行的两个分量,从而更好地分析物体在斜面上的运动情况。
合力分解法能够将复杂的力分解成简单的力,有助于理清力的作用关系,简化问题的分析,提高解题的效率。
三、动量守恒法动量守恒法是解决碰撞问题的重要方法。
在物理力学中,碰撞问题是一个常见的问题类型,而动量守恒法可以帮助我们更好地解决碰撞问题。
高中物理力学题解题技巧
高中物理力学题解题技巧在高中物理学习中,力学是一个非常重要的内容模块。
力学题目的解题技巧对于学生来说至关重要,它不仅能够帮助学生提高解题效率,还能够培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
本文将从几个常见的力学题型出发,介绍一些解题技巧,帮助学生更好地应对力学题。
一、平抛运动题平抛运动题是力学题中的常见题型,它要求我们根据物体的初速度、初位置和运动时间等已知条件,求解物体的落地位置、落地时间等未知量。
解决这类题目时,我们可以采用以下步骤:1. 确定平抛运动的特点:平抛运动是在重力作用下,物体在水平方向匀速运动的同时,在竖直方向上做自由落体运动。
2. 利用水平方向的运动特点:根据水平方向的匀速运动特点,我们可以利用速度等于位移除以时间的公式,求解物体的水平位移。
3. 利用竖直方向的运动特点:根据竖直方向的自由落体运动特点,我们可以利用位移等于初速度乘以时间加上重力加速度乘以时间的平方的公式,求解物体的竖直位移。
4. 综合水平和竖直方向的运动特点:根据平抛运动的特点,我们可以将水平和竖直方向的运动特点结合起来,求解物体的落地位置和落地时间。
举例:一个物体以20 m/s的速度平抛,经过3 s后落地,求物体的落地位置。
解析:根据题目已知条件,我们可以利用水平方向的运动特点求解物体的水平位移。
根据公式速度等于位移除以时间,我们可以得到物体的水平位移为20 m/s ×3 s = 60 m。
然后,根据竖直方向的运动特点求解物体的竖直位移。
根据公式位移等于初速度乘以时间加上重力加速度乘以时间的平方,我们可以得到物体的竖直位移为0 + 0.5 × 9.8 m/s² × (3 s)² = 44.1 m。
最后,综合水平和竖直方向的运动特点,我们可以得到物体的落地位置为60 m,落地时间为3 s。
二、牛顿定律题牛顿定律题是力学题中的另一个常见题型,它要求我们根据物体的质量、受力情况和运动状态等已知条件,求解物体的加速度、受力大小等未知量。
理论力学万能解题法(运动学)
理论力学万能解题法(未完手稿,内部资料,仅供华中科技大学2009级学生参考)郑慧明编华中科技大学理论力学教研室序言理论力学是工科机械、能源、动力、交通、土木、航空航天、力学等专业的一门重要基础课程,一方面可解决实际问题,此外,培养学生对物理世界客观规律内在联系的理解,有助于培育出新的思想和理论,并为后续专业课程打基础。
但其解题方法众多,不易掌握。
有时为了了解系统的更多信息,取质点为研究对象,其计算复杂。
有时仅需要了解系统整体某方面信息,丢失部分信息使问题计算简单,有时又将局部和整体分析方法结合在一起,用不太复杂的方法获得我们关心的信息。
解题方法众多的根本原因是,静力学所有定理都是由5大公理得到,动力学三大定理都是由公理和牛顿第2定理得到。
因为这些定理起源有很多相同之处,故往往可用来求解同一个问题,导致方法众多。
正是因为方法众多,但因为起源可能相同,对于复杂题目,往往需要列出多个多立方程才能求解。
若同时应用多个定理解题时,往往列出线形相关的方程,而他们的相关性有时很难看出来,而却未列出该列的方程,或列方程数目过多,使解题困难,一些同学感到理论力学不好学,感觉复杂的理论力学题目。
虽然可以条条大路通罗马,但因为可选择的途径太多,有时象进入迷宫,绕来绕去,不知下一步路如何走,甚至回到同一点,比如用功率方程和动静法列出的方程表面上不同,实际上是同一个,一些学生会感到困惑,因为有些教科书上并未直接说明功率方程可由动静法推导得到,其本质上也是一个力/矩方程。
我们组织编写了本辅导书,主要目的是帮助那些对理论力学解题方法多样性无所适从的同学,了解各解题方法的内在关联和差异,容易在众多的解题方法中找到适合自己的技巧性不高的较简单方法,而该方法可以推广到一种类型的题目。
大学阶段要学的东西很多,为了高效率掌握一门课程的主要思想,对许多题目可能用同一种较合理的方法来解决,也是同学们所期望的,对于理论力学的学习,因为其方法的多样性,这种追求同一性的求知愿望可能更强烈。
理论力学三大类问题的基本求解方法
理论⼒学三⼤类问题的基本求解⽅法理论⼒学三⼤类问题的基本求解⽅法2009-121 求解静⼒平衡问题的基本⽅法(平⾯问题为重点)(1)选取研究对象,进⾏受⼒分析,并画受⼒图。
⼀般针对所求,先对整体进⾏初步的受⼒分析,若所求未知量⼩于或等于独⽴平衡⽅程的个数,则只研究整体即可;反之,若所求未知量个数⼤于独⽴平衡⽅程的个数,则必须取分离体进⾏受⼒分析。
可以采取整体+分离体的解决⽅案,也可采取分离体+分离体的解决⽅案;另外,若所求的未知量有系统内⼒,也必须取分离体研究,以暴露出所要求的内⼒;画受⼒图注意将各⼒画在原始的作⽤点处,分布⼒原样画出,待列⽅程计算时,再作简化处理。
再有,注意⼆⼒杆的判别,及摩擦⼒⽅向的判定。
(2)列平衡⽅程求解。
⾸先根据受⼒图,判断是何种⼒系的平衡问题。
再针对所求⽤尽可能少的平衡⽅程得出所求。
(3)结果校核——利⽤多余的平衡⽅程校核所得的结果。
对⽤符号表⽰的结果,可采⽤量纲分析的⽅法进⾏校核。
2 求解运动学问题的基本⽅法(以平⾯运动为重点)⾸先正确判断问题类型,尤其注意正确区分点的合成运动问题与刚体平⾯运动问题。
判断的依据是,点的合成运动的问题中,运动机构的不同构件之间有相对滑动。
⽽刚体平⾯运动理论⽤来分析同⼀平⾯运动刚体上两个不同点间的速度和加速度的关系。
此时,运动机构的不同构件之间有相对转动,却⽆相对滑动。
另外,注意点的合成运动与刚体平⾯运动的综合问题。
2.1 点的运动学问题——注意在⼀般位置建⽴点的运动⽅程;2.2 点的合成运动问题(1)⾸先是机构中各构件的运动分析;(2)再针对所求,正确选择动点、动系和定系。
注意动点相对于动系和定系都要有相对运动,即动点、动系、定系要分属于不同的构件。
同时,尽可能使动点的相对轨迹清楚易判断;求解加速度时,尽量将动系固连在平动的物体上,避免求科⽒加速度;(3)分析三种运动及其相应的三种速度和加速度,正确画出速度⽮量图或加速度⽮量图。
注意速度合成的平⾏四边形关系;(4)利⽤速度或加速度合成定理进⾏求解。
力学解题技巧总结
力学解题技巧总结在力学解题中,掌握一些解题技巧是非常重要的。
这些技巧可以帮助我们更好地理解问题、分析问题,并最终得到正确的解答。
本文将总结一些常用的力学解题技巧,帮助读者提高解题能力。
一、力的分解和合成在力学中,常常需要将一个力分解为多个分力的合力。
力的分解与合成可以将一个复杂的力系统简化为若干个简单的力系统,从而更容易解题。
在力的分解中,我们可以利用平行四边形法则或三角法将一个斜向的力分解为两个水平和垂直方向的力。
而在力的合成中,则是将多个力合成为一个等效的力。
二、自由体图法自由体图是力学解题中一种常用的图示方法。
通过绘制物体在问题中的自由体图,可以清晰地表示物体受到的各个力的作用方向和大小。
在绘制自由体图时,我们要注意选择一个合适的参考系,并标注清楚各个力及其作用点。
自由体图能够帮助我们更好地理解问题,并有效分析问题。
三、运动学公式在解决力学题目时,正确运用运动学公式也是非常关键的。
常见的运动学公式包括位移公式、速度公式和加速度公式等。
在应用这些公式时,我们需要根据具体问题中已知的条件,选择合适的公式来求解未知的物理量。
四、受力分析法受力分析法是力学解题中一个非常重要的步骤。
通过对物体受力的分析,我们可以找出物体所受到的所有力,并进一步求解出各个力的大小和方向。
在进行受力分析时,我们需要根据问题中给出的条件,考虑所有可能的力和其作用方向,并应用力的平衡条件或动力学公式来求解未知的力。
五、应用牛顿运动定律牛顿运动定律是基本的力学定律之一,它描述了物体受力后的运动情况。
在解题过程中,我们可以根据物体所受的力和牛顿运动定律,求解物体的加速度、速度和位移等物理量。
牛顿运动定律的应用需要注意正确选择参考系,并结合受力分析来求解问题。
六、应用动量守恒定律动量守恒定律是力学解题中一个非常重要的原理。
在一些碰撞或爆炸等问题中,我们可以应用动量守恒定律来解题。
根据动量守恒定律,物体在碰撞或爆炸前后的总动量保持不变。
力学中常见题型解析及解题技巧
力学中常见题型解析及解题技巧力学是物理学中的一个重要分支,研究物体的运动、力的作用和静力平衡等问题。
在学习力学过程中,我们会遇到各种各样的题目,下面将对力学中常见的题型进行解析,并提供一些解题技巧。
一、平抛运动题型平抛运动是力学中的基础题型,它描述了一个物体在水平方向上具有初速度的抛体运动。
解决平抛运动问题时,我们需要注意以下几点:1. 确定物体的初速度和抛体的角度。
2. 根据平抛运动的基本方程,计算物体在水平和垂直方向上的运动。
3. 利用合成运动的概念,将水平和垂直方向上的运动合成,得到物体的位置和速度。
4. 根据题目要求,计算物体的落点、飞行时间等参数。
二、弹性碰撞题型弹性碰撞是力学中另一个常见的题型,描述了两个物体之间发生的碰撞过程。
解决弹性碰撞问题时,可以采用以下步骤:1. 获取碰撞物体的质量和初速度。
2. 根据动量守恒和动能守恒的原理,建立方程组。
3. 解方程组,求解出碰撞后物体的速度和运动方向。
三、静力平衡题型静力平衡问题是力学中的经典题型,要求物体在静止状态下的力的平衡。
解决静力平衡问题时,可以按照以下步骤进行:1. 找出物体受到的全部力,包括重力、支持力、摩擦力等。
2. 根据平衡条件,建立力的平衡方程。
3. 解方程,求解未知力的大小和方向。
四、摩擦力题型摩擦力问题是力学中的难点之一,涉及到物体在斜面上运动时的摩擦力计算。
解决摩擦力问题时,需要注意以下几点:1. 确定物体在斜面上的重力分解和支持力。
2. 建立摩擦力的方程,考虑到物体是否发生滑动。
3. 根据滑动条件,确定摩擦力的大小和方向。
五、受力分析题型受力分析是力学中的基础内容,要求根据物体所受的力进行分析。
解决受力分析问题时,可以采用以下步骤:1. 绘制力的示意图,标注力的方向和作用点。
2. 对物体所受的力进行分解和合成,计算各个方向上的合力和分力。
3. 利用牛顿第二定律,根据合力计算加速度或物体的运动状态。
以上是力学中常见题型的解析及解题技巧,通过熟练掌握这些题型的解决方法,可以提高解题效率和准确性。
理论力学典型解题方法
理论力学典型解题方法(内部资料,仅供重庆理工大学本课堂学生参考)第1章 静力学公式和物体的受力分析一 问题问题1:有哪五大公理,该注意哪些问题? 答:五大公理(静力学) (1)平行四边形法则(2)二力平衡公理(一个刚体)⎩⎨⎧共线大小相等,方向相反,一个刚体②① (3)力系加减平衡原理(一个,刚体)力的可传递性(一个刚体)三力汇交定理 1.通过汇交面 2.共面 (4)作用与反作用力(运动学、变形体) (5)刚化原理问题2:画受力图步骤及应注意的问题? 答:画受力图方法原则:尽量减少未知力个数,使得在做题的第一步就将问题简化,以后根据力学原理所列的方程数目就少一些,求解就方便一些。
步骤:a )根据要求,选取研究对象,去掉约束,先画主动力b )在去掉约束点代替等效的约束反力c )用二力轩、三力汇交,作用力与反作用力方法减少未知量个数,应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考。
d )用矢量标识各力,注意保持标识的一致性。
对于未知大小,方向的力将它设为Fx ,Fy 再标识出。
问题3:约束与约束力及常见的约束(详见课本)物体(系)受到限制就为非自由体,这种限制称为约束,进而就有约束力(约束反力)。
一般,一处约束就有一处约束力。
二典型习题以下通过例题来演示上述介绍的方法。
[例1]由哈工大1-2(k)改编;如图,各处光滑,不计自重。
1)画出整体,AC(不带销钉C),BC(不带销钉C),销钉C的受力图;2)画出整体,AC(不带销钉C),BC(带销钉C)的受力图;3)画出整体,AC(带销钉C),BC(不带销钉C)的受力图。
[解法提示]:应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考,尽量减少未知力个数。
1)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
BC(不带销钉C)也三力汇交。
(a) (b) (c) (d) 2)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
物理学奇招如何解决高中物理中的力学题
物理学奇招如何解决高中物理中的力学题在高中物理中,力学题一直是学生们较为头疼的难题。
然而,物理学中存在一些奇特但有效的解题方法,能够帮助学生们更好地理解和解决力学问题。
本文将介绍几个物理学的奇招,帮助高中学生们解决力学题。
第一招:画力图力图是物理学中解决力学问题的基本工具,通过画力图能够清晰地展现物体受到的各个力以及力的方向。
在解决力学题时,我们可以首先画出力图,将所给条件和已知的力都标注在图上,然后按照力的平衡条件进行计算。
通过画力图,我们能够更直观地理解和解决力学问题。
第二招:选择合适的参考系在解决力学问题时,选择合适的参考系是非常重要的。
通过选择不同的参考系,可以让问题的解法更加简洁和清晰。
一般来说,我们可以选择惯性参考系,即与观察问题的物体没有相对运动的参考系。
在这个参考系下,可以通过应用牛顿第二定律和其他物理定律来解决问题。
合理运用参考系的选择,能够极大地简化力学问题的解题过程。
第三招:利用守恒定律物理学中有许多守恒定律,如动量守恒、能量守恒、角动量守恒等。
在解决力学问题时,我们可以尝试利用这些守恒定律来简化计算。
比如,在弹性碰撞问题中,可以利用动量守恒定律来计算碰撞后物体的速度。
在势能转化问题中,可以利用能量守恒定律来计算物体的速度或位置。
守恒定律为解决力学问题提供了一些简单而强大的工具,学生们可以根据具体情况选择合适的守恒定律来解决问题。
第四招:建立方程求解有些力学问题需要建立方程组来求解。
在建立方程时,需要根据问题的条件和已知量来列出方程,然后解方程求解未知量。
在解答这类问题时,要仔细分析题目给出的条件,明确已知量和未知量,并且建立正确的方程。
通过解方程,可以求解出未知量,从而解决力学问题。
第五招:尝试近似方法在面对复杂的力学问题时,有时候可以通过采用近似方法来求解。
比如,当求解某物体的受力情况变得相当复杂时,可以将问题简化为受到几个关键力作用的情况,这样可以减少计算量和复杂度,更容易解决问题。
初中物理解析解决力学问题的方法总结
初中物理解析解决力学问题的方法总结在解决初中物理力学问题时,我们可以采取一些解析的方法来帮助理解和求解。
以下是几种常用的解析解决力学问题的方法总结。
一、向量法向量法是力学问题中常用的解决方法之一。
它的基本原理是将力和位移看作向量,并利用向量的运算来求解力学问题。
举个例子,当我们需要求解一个力的合力时,可以利用向量法将每个力分解为水平和竖直方向的分力,然后将分力按照向量相加的原理求得合力的大小和方向。
向量法在解决力的合成、分解、平衡和合力等问题时十分有效,它能够通过图像化的方法直观地理解问题,并求得准确的答案。
二、牛顿第二定律法牛顿第二定律是力学中的重要定律之一,它表明物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比。
利用牛顿第二定律,我们可以用数学的方法来解决力学问题。
首先,我们需要明确物体所受的合外力和物体的质量,然后利用加速度与合力和质量之间的关系式,求解出问题中需要的物理量。
例如,当我们需要求解一个物体受到的合外力时,可以根据牛顿第二定律的公式F=ma,将物体的质量和加速度代入公式,求解出合外力的大小。
牛顿第二定律法在解决力学问题时十分常用,它将力与加速度之间的关系用数学方式表达,提供了一种精确求解的方法。
三、能量守恒法能量守恒法是一种解决力学问题的重要方法。
它基于能量守恒定律,即系统总能量在没有外力做功的情况下保持不变。
通过应用能量守恒原理,我们可以解决一些与力、速度、位移和高度等相关的问题。
例如,在机械能守恒的问题中,我们可以利用机械能(势能加动能)在过程中保持不变的特点来解决问题。
当我们需要求解一个物体在不同位置的速度或高度时,可以通过将机械能在不同位置进行比较,列写能量守恒方程,并通过数学计算求解出问题中需要的物理量。
能量守恒法在解决力学问题时提供了一种基于能量变化的角度来思考问题的方法,能够帮助我们更好地理解问题并得到正确的解答。
总结解析解决力学问题的方法不仅仅局限于以上三种,还包括直接法、正交分解法、受力分析法等等。
理论力学万能解题法3333
二
典型习题
以下通过例题来演示上述介绍的方法。 [例 1]由哈工大 1-2(k)改编;如图,各处光滑,不计自重。
1)画出整体,AC(不带销钉 C),BC(不带销钉 C),销钉 C 的受力图; 2)画出整体,AC(不带销钉 C),BC(带销钉 C)的受力图; 3)画出整体,AC(带销钉 C),BC(不带销钉 C)的受力图。 [解法提示]: 应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考, 尽量减少未知力个 数。1)由整体利用三力汇交确定 FA 方向,则 AC(不带销钉 C)可用三力汇交。BC(不带销 钉 C)也三力汇交。
第1章
一 问题
静力学公式和物体的受力分析
问题 1:有哪五大公理,该注意哪些问题? 答:五大公理(静力学) (1)平行四边形法则 (2)二力平衡公理(一个刚体)
①一个刚体 ②大小相等,方向相反,共线
(3)力系加减平衡原理(一个,刚体) 力的可传递性(一个刚体) 三力汇交定理 1.通过汇交面 2.共面
【卷首提示】 :同一道理论力学习题,解题方法众多,容易造成思路混乱,为了使解题思路 清晰和简单, 并加深对理论力学各原理的优缺点的深刻了解, 本书解题出发点遵循如下原则: 尽量用同一种方法解题, 优先考虑尽量避免引入不待求的未知量, 使得列出的独立方程 数目最少。 其次才追求尽量用一个方程即可求出一个待求量 (对于动力学问题, 用一个方程即可求 出一个待求量是不可能的。 ) 。 采用此方法, 即可容易将不同的复杂的机械系统看成一个 类似系统,采用同一种思路分析,这是本书解题思路与众不同的根源。此外,追求尽量 用一个方程即可求出一个待求量解动力学问题几乎是不可能的。 因为动力学问题往往还 要与运动学方程联立才能求解。 实际上, 其他任何方法就是所列出独立方程组的不同解法而已。 类似小学一些数学题的 解题方法,实际上就是列完方程后,采用不同的解题技巧而已。考虑到学生已学完《线 性代数》 ,对方程组与解的内在联系有所领悟,故本书不再过分追求如何列不联立的方 程。
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法高中物理力学中,学生常常感到力学题目难以解答,因为解题方法繁杂,容易混淆,所以在解题过程中需要一些简捷的解题方法来帮助解答。
下面将介绍几种高中物理力学中的实用的简捷解题方法。
一、利用受力分析进行题目解答在物理力学中,经常会涉及到受力分析的题目。
受力分析就是通过分析物体所受的各个力的大小和方向,来确定物体的运动状态。
在解题过程中,可以通过受力分析来帮助理清各种力的作用方向和大小,从而解答题目。
举例:一个物体以一定的速度沿着斜面运动,求物体沿斜面的加速度。
解题步骤:1. 分解力:将物体所受的重力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。
2. 使用受力分析结合牛顿第二定律进行计算,得出物体沿斜面的加速度。
通过受力分析,将力分解为各个方向的分力以及合力,能够帮助学生更清晰地理解力的作用。
受力分析方法能够帮助学生解答各种涉及受力的问题,是解题过程中非常实用的一种方法。
二、利用动量守恒定律进行题目解答动量守恒定律是物理力学中的一个重要定律,它指出在没有外力作用的情况下,系统的总动量守恒。
在解题过程中,可以利用动量守恒定律来解答一些碰撞问题和运动问题。
举例:两个物体在一维空间中发生完全弹性碰撞,求碰撞后两个物体的速度。
解题步骤:1. 根据动量守恒定律,写出碰撞前后各个物体的动量之和相等的方程。
2. 利用质心系进行坐标变换,简化动量守恒定律的应用。
3. 求解方程,得出碰撞后两个物体的速度。
通过利用动量守恒定律,可以在碰撞问题中简化计算,得出碰撞后各个物体的速度。
这种方法也可以应用于其他需要考虑动量守恒的问题,是解答力学问题时非常实用的方法之一。
举例:求物体从高处自由落体到地面的速度。
解题步骤:1. 计算物体从高处到地面的位能变化和动能变化。
2. 利用能量守恒法则,将位能和动能相互转化的过程进行计算。
3. 求解得出物体落地时的速度。
在物理力学中,有些题目需要考虑矢量的方向和分解,此时可以通过矢量分解法来简化解答过程。
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法
高中物理力学中的几种实用的简捷解题方法
在高中物理力学中,有很多种不同的题目类型,而解题的方法也有很多种。
以下是几种实用的简捷解题方法。
1. 某些力学题目可以应用牛顿第二定律,F = ma,直接求解物体的加速度或作用力。
在应用这个公式时,需要注意物体的质量和所受的力。
2. 在解决一些竖直方向的题目时,可应用力的分解,把所受的力分解成平行于竖直方向的分力和垂直于竖直方向的分力。
然后,可以通过分别求解这些分力的大小和方向,来解决问题。
3. 在解决一些斜面问题时,可以应用正弦和余弦函数,通过计算物体所受的重力以及斜面的倾角和面上摩擦力之间的关系,来计算物体的加速度。
4. 在解决一些受力平衡问题时,可以应用牛顿第一定律,即一个物体在受到合力为零时,将保持静止或匀速直线运动。
在这种情况下,可以通过确定合力为零的条件,解出未知量。
5. 另一种实用的方法是使用动能定理,这个公式是1/2mv^2 = Fd,其中m是物体的质量,v是物体的速度,F是物体所受的力,d是物体运动的距离或位移。
如果知道物体的初始和末速度,可以通过这个公式计算物体所受的力或者所移动的距离。
6. 最后,如果是一个复杂的题目,可以通过采用综合性的解决方法来快速求解。
例如,在解决一个综合的动态题目时,可以同时应用牛顿第二定律和能量守恒定律,分别计算物体的加速度和速度。
总之,在解题时,需要根据不同的情况选择合适的方法。
这些实用的简捷解题方法不仅可以减少复杂的计算,而且还可以帮助学生更好地理解力学的概念。
初中物理解析解决力学难题的技巧分享
初中物理解析解决力学难题的技巧分享在初中物理学习中,力学是一个重要的章节,也是一些同学们难以理解和掌握的内容之一。
然而,通过一些解析解决难题的技巧,我们可以更好地理解和解决力学难题。
本文将分享一些解析解决力学难题的技巧,帮助同学们更好地理解力学知识。
一、学会画图在解决力学难题时,画图是非常重要的一步。
通过画图,我们可以形象地表示出受力情况、物体的运动情况等。
在画图时,同学们应该注意画出力的方向、物体的位置和运动轨迹等重要信息,以便进行后续分析和计算。
二、明确所求量在解决力学难题时,我们需要明确所求量。
有时,题目给出的是其中一个已知量,我们需要通过计算得到所求量;而有时,题目给出的是所求量,我们需要通过已知量和相关物理定律来计算。
因此,在解决力学难题时,明确所求量是非常重要的一步。
三、运用合适的物理定律和公式力学是一个非常丰富的物理学科,其中有各种各样的物理定律和公式。
在解决力学难题时,我们需要根据题目的要求,选择合适的物理定律和公式进行计算。
例如,对于等加速度运动,我们可以运用匀加速直线运动的公式;对于平衡力学,我们可以运用牛顿第一定律和二力平衡条件等。
因此,熟练掌握各种物理定律和公式,并能够熟练应用是解决力学难题的关键。
四、进行逻辑推理和分析在解决力学难题时,我们需要进行逻辑推理和分析。
通过分析题目中的条件和要求,我们可以找出与所求量有关的已知量,并运用相关的物理定律和公式进行计算。
在进行逻辑推理和分析时,我们需要善于发现问题中的规律和关系,进行合理的假设和推导,以获得正确的解答。
五、列出计算步骤解决力学难题时,我们需要有条不紊地列出计算步骤。
通过明确的计算步骤,我们可以更好地进行计算和分析,并且可以避免因为疏漏或计算错误而得出错误的答案。
因此,在解决力学难题时,同学们应该养成有条不紊地列出计算步骤的习惯,以提高解题的准确性和效率。
通过以上的技巧和方法,我们可以更好地解析解决力学难题。
在实际学习和应用中,同学们应该注重练习和实践,逐渐掌握和运用这些技巧,并灵活运用于解决各类力学难题。
理论力学计算题解题思路
首先分析DE杆件E是可动铰,所以约束力垂直向上那么对D点取矩,由合力矩等于零,可以求出E处的约束力求出E处的约束力之后,DE杆上D端的作用力也可以求解出来了然后取ACBD结构,就是去掉DE杆后剩下的结构进行分析对B点取力矩,可以得到A点垂直方向的约束力对A点取力矩,可以得到B点垂直方向的约束力然后取AC杆进行分析,对C点取矩,可以求出A点水平方向的约束力取CBD结构,对C点取矩,可以求出B点水平方向的约束力到此,A/B/E处的约束力全部可求出。
大家根据上述的思路再具体做一遍即可。
(求出部分作用力之后,不用取矩也可以,由投影轴上的合力等于零也可以求解)第二个计算题大家看上面对AB 杆的受力分析图由于支持力的方向是明确的,所以对B 点取矩,可以判断出,A 处的摩擦力必须向上B 处的摩擦力可以向上、也可向下那么就分两种情况考虑,1、B 处的摩擦力向上;2、B 处的摩擦力向下。
因为只有两个摩擦力是未知量,对于AB 杆,列方程是可以求出A/B 位置处的摩擦力的大小的A/B 处的摩擦力必然是与夹角相关的一个函数那么比较A/B 处两个摩擦力的大小,取大的那个令其等于最大摩擦力,及摩擦系数乘以支持力,就可以求出最大的角度比较1、2两种情况的角度的大小,取大的那个即是要求的我们首先求O2B的角速度以B为动点,O1A为动系,动系做定轴转动B点绕O2做定轴运动(绝对运动)B点沿着O1A杆运动(相对运动)B点绕O1定轴转动(牵连运动)牵连速度根据O1A杆的转动可以求出来,那么绝对速度、牵连速度和相对速度的方向都知道,牵连速度的大小知道,可以由投影法把B的绝对速度求出来B的绝对速度求出来后,O2B的角速度也就可以求出来了出速度后,相对速度自然也可以求出来,我上面作的图不是具体这个题目的求解,我假设了求出的相对速度向上的情况作解题思路参考还是以B为动点,O1B为动系,动系做定轴转动,并且角加速度等于O所以B点的加速度等于牵连加速度 + 相对加速度 + 科氏加速度杨刚牵连加速度为指向O1点的法向加速度相对加速度暂时未知科氏加速度根据相对加速度和动系的角速度可以求解出来此外,因为B绕O2做定轴转动所以B的绝对加速度有两个分量,一个是指向O2的法向加速度,由O2的角速度可以求出,一个是垂直O2B的切向加速度,与O2B的角加速度相关,即是我们要求的角加速度因此,沿着垂直相对加速度的方向把两个参考系下的加速度进行投影即可以求出O2的角加速度轮子上B点的速度和切向加速度与A点的速度和切向加速度是一样的,这是根据已知条件得出的,至于轮子的滚动的方向问题大家还是通过理论分析求出,不能光凭直觉,如果要追究,可以自己想办法做个实验看看就清楚了那么轮子做纯滚动,所以与地面的接触点为速度瞬心根据B点的速度和速度瞬心位置可以求出轮子的角速度求出角速度,那么C点的速度也就可以求出来了因为D点速度只能沿着水平方向,而这个瞬时C点的速度也是沿着水平方向,所以CD杆做瞬时平移,因此可以求出D点的速度和C点的速度是一样的先看一下加速度分析的大概思路,我准备给大家讲最后一道题目的加速度的求解首先,以圆轮的速度瞬心为基点,分析B点的加速度,我们知道圆轮速度瞬心的加速度只有一个指向圆心的法向加速度,大小等于半径乘以角速度的平方所以B点的加速度等于基点的加速度,相对的法向加速度(刚才画的图漏画了,方向指向速度瞬心的一个加速度)和相对的切向加速度由题已知道,如果我们在B点建立一个直角坐标系,X轴和B点的切向方向一致,那么B点的绝对加速度在X轴上的投影就等于B点的切向加速度所以,B点相对于速度瞬心切向方向的加速度就等于B点实际的切向方向的加速度B点相对速度瞬心切向的加速度等于距离乘以圆轮的角加速度,所以可以把圆轮的角加速度求出来这个时候,以圆轮速度瞬心为基点,显然我们也可以把C点的加速度求出来,我上面画的图漏画了C点相对于基点的法向加速度求出C点的加速度后,研究CD杆因为D点只能在水平方面运动,所以绝对加速度只能沿着水平方向以C为基点,研究D点的加速度那么D点的绝对加速度等于c点的加速度+ 相对C点的切向加速度+相对C 点的法向加速度C点的加速度是知道的了,相对法向加速度根据角速度也可以求出来相对切向加速度则是跟cd的角加速度相关这个时候,根据D的绝对加速度的方向,沿着垂直相对切向加速度的方向投影,可以把D的绝对加速度求出来。
理论力学综合大题答题技巧
理论力学综合大题答题技巧判断大题考查点技巧:首先看图,有平衡结构的是静力学问题;其次看题目内容,题目文字叙述没涉及任何力的是运动学问题,只要有涉及力的(包括摩擦忽略不计、光滑等字样)文字叙述,则必定是动力学问题。
一、静力学(平面)1.审题,看需要求解几个未知量(需要特别熟悉各种连接方式)未知量是3个或者3个以下,只需列整体方程;未知量是3个以上,需列整体和局部方程。
2.列方程整体三个方程=∑∑FFFM=∑(),0,0=xy注:取矩点一般都在固定端约束或者固定铰支座约束。
局部方程找局部的方法:以两部分连接处或者杆的中间结点处分开,取结构简单的一部分。
M(=∑F)取矩点即在两部分连接点处或者杆的中间结点处。
3.解方程,得结果二、动力学A.采用方法的选择动力学的大题既可以用动量矩来解,也可以用动能定理来解,一般优先采用动能定理(当位移、速度不便于表示时尝试动量矩定理)B.动能定理(优先选用)1.设位移或角位移1.列动能变化T,注意平动动能和转动动能2.列做功W,注意纯滚动摩擦不做功,注意功的定义3.令T=W,并令方程两端对时间t求导,即W=(求导过程dTδ是令位移、速度等量对时间求导)4.解出题目所要求量C.动量矩定理(动能定理不便时备用)1.先进行受力分析(对单个刚体,即求什么分析什么,不要对系统分析,因此系统内力需考虑),注意转动摩擦的方向2.列方程,一定要用刚体平面运动微分方程,简单说就是一力一矩方程(一力:在刚体有加速度方向列力方程,一矩:对刚体质心列矩方程)ma∑F=εJ∑M=3.列补充方程:即在刚体平衡方向列平衡方程以及加速度与角加速度关系方程∑F=aε=r等等。
4.若题目涉及速度、角速度、时间提问,需要积分或求导,具体如下:速度-加速度对时间积分,位移对时间求导,一力一矩联立对时间积分;角速度-角加速度对时间积分,角度对时间求导,一力一矩联立对时间积分;时间-力方程或矩方程微分形式进行积分。
理论力学万能解题法(静力学)
理论力学万能解题法(未完手稿,内部资料,仅供华中科技大学2009级学生参考)郑慧明编华中科技大学理论力学教研室序言理论力学是工科机械、能源、动力、交通、土木、航空航天、力学等专业的一门重要基础课程,一方面可解决实际问题,此外,培养学生对物理世界客观规律内在联系的理解,有助于培育出新的思想和理论,并为后续专业课程打基础。
但其解题方法众多,不易掌握。
有时为了了解系统的更多信息,取质点为研究对象,其计算复杂。
有时仅需要了解系统整体某方面信息,丢失部分信息使问题计算简单,有时又将局部和整体分析方法结合在一起,用不太复杂的方法获得我们关心的信息。
解题方法众多的根本原因是,静力学所有定理都是由5大公理得到,动力学三大定理都是由公理和牛顿第2定理得到。
因为这些定理起源有很多相同之处,故往往可用来求解同一个问题,导致方法众多。
正是因为方法众多,但因为起源可能相同,对于复杂题目,往往需要列出多个多立方程才能求解。
若同时应用多个定理解题时,往往列出线形相关的方程,而他们的相关性有时很难看出来,而却未列出该列的方程,或列方程数目过多,使解题困难,一些同学感到理论力学不好学,感觉复杂的理论力学题目。
虽然可以条条大路通罗马,但因为可选择的途径太多,有时象进入迷宫,绕来绕去,不知下一步路如何走,甚至回到同一点,比如用功率方程和动静法列出的方程表面上不同,实际上是同一个,一些学生会感到困惑,因为有些教科书上并未直接说明功率方程可由动静法推导得到,其本质上也是一个力/矩方程。
我们组织编写了本辅导书,主要目的是帮助那些对理论力学解题方法多样性无所适从的同学,了解各解题方法的内在关联和差异,容易在众多的解题方法中找到适合自己的技巧性不高的较简单方法,而该方法可以推广到一种类型的题目。
大学阶段要学的东西很多,为了高效率掌握一门课程的主要思想,对许多题目可能用同一种较合理的方法来解决,也是同学们所期望的,对于理论力学的学习,因为其方法的多样性,这种追求同一性的求知愿望可能更强烈。
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理论力学万能解题法(未完手稿,内部资料,仅供华中科技大学2009级学生参考)郑慧明编华中科技大学理论力学教研室序言理论力学是工科机械、能源、动力、交通、土木、航空航天、力学等专业的一门重要基础课程,一方面可解决实际问题,此外,培养学生对物理世界客观规律内在联系的理解,有助于培育出新的思想和理论,并为后续专业课程打基础。
但其解题方法众多,不易掌握。
有时为了了解系统的更多信息,取质点为研究对象,其计算复杂。
有时仅需要了解系统整体某方面信息,丢失部分信息使问题计算简单,有时又将局部和整体分析方法结合在一起,用不太复杂的方法获得我们关心的信息。
解题方法众多的根本原因是,静力学所有定理都是由5大公理得到,动力学三大定理都是由公理和牛顿第2定理得到。
因为这些定理起源有很多相同之处,故往往可用来求解同一个问题,导致方法众多。
正是因为方法众多,但因为起源可能相同,对于复杂题目,往往需要列出多个多立方程才能求解。
若同时应用多个定理解题时,往往列出线形相关的方程,而他们的相关性有时很难看出来,而却未列出该列的方程,或列方程数目过多,使解题困难,一些同学感到理论力学不好学,感觉复杂的理论力学题目。
虽然可以条条大路通罗马,但因为可选择的途径太多,有时象进入迷宫,绕来绕去,不知下一步路如何走,甚至回到同一点,比如用功率方程和动静法列出的方程表面上不同,实际上是同一个,一些学生会感到困惑,因为有些教科书上并未直接说明功率方程可由动静法推导得到,其本质上也是一个力/矩方程。
我们组织编写了本辅导书,主要目的是帮助那些对理论力学解题方法多样性无所适从的同学,了解各解题方法的内在关联和差异,容易在众多的解题方法中找到适合自己的技巧性不高的较简单方法,而该方法可以推广到一种类型的题目。
大学阶段要学的东西很多,为了高效率掌握一门课程的主要思想,对许多题目可能用同一种较合理的方法来解决,也是同学们所期望的,对于理论力学的学习,因为其方法的多样性,这种追求同一性的求知愿望可能更强烈。
理论力学所研究的客观物理世界具备多样性和同一性,为这种追求解题方法的同一性提供了可能。
故本书判断一种解题方法的优劣及给出的解题方法遵循如下原则:(1)一种解题方法若计算量不大,又可以推广到任意位置、任意力/矩、任意速度、加速度的复杂系统,则本书认为是较好的举一反三的方法。
那些只对此道具体题目才使用的方法,虽然简单,但与本书的“同一性”宗旨不一致,我们也不推荐使用,目的使学生通过反复的应用在有限时间内熟练掌握本课程的主要方法。
这一点可能与以往一些理论力学教材作者观点不同,他们可能侧重于强调物理世界的多样性和解题方法的多样性。
本书主要是用于那些水平不高的学生尽快提高理论力学解题能力,并侧重于对世界同一性的强调。
因篇幅有限,本书难以兼顾物质世界多样性与同一性的统一,不适于追求更高解题技巧的读者,提请读者注意。
(2)对同一类问题,给出如何在众多方法中找到同一种较容易想到的方法求解。
(3)优先考虑尽量避免引入不需求的位置量,使所列的方程个数尽量最少,其次,才考虑尽量用一个方程解出一个未知量。
前几年,一本“英语万能作文法”风靡一时,成为考验宝典,并引起一些批评。
我们认为,“英语万能作文法”对一些英语水平不高者有较大帮助,而本书的目的是希望那些刚接触理论力学的本科生克服“菜鸟”阶段面对理论力学解题方法众多的无所适从,且本书只是一个教学辅导参考书,无需教科书的刻板和严肃,故本书取名为万能解题法,目的是突出其用同一种方法解题的宗旨和思想,并使读者能在众多的理论力学参考书中因为名称的标新立异而投以一点关注的目光,也许你因此发现本书正适合你。
正如“英语万能作文法”,专家褒贬不一,但勿庸置疑,它对那些初学水平的学习者,还是非常有帮助。
同样,本书命名了一个哗众取宠的万能解题法,其实是言过其实的,也并不适合所有读者,特此说明。
本书许多内容是材料李智宇、机械李梦阳、能源海腾蛟等同学根据本课堂内容整理的,武汉科技大学力学系李明博士提供宝贵意见,在此表示感谢。
因时间仓促、水平有限,难免有错误和不妥之处,敬请指教。
郑慧明2011 年于华工园前言:同一道理论力学习题,解题方法众多,容易造成思路混乱,为了使解题思路清晰和简单,并加深对理论力学各原理的优缺点的深刻了解,本书解题出发点遵循如下原则:尽量用同一种方法解题,优先考虑尽量避免引入不待求的未知量,使得列出的独立方程数目最少。
其次才追求尽量用一个方程即可求出一个待求量(对于动力学问题,用一个方程即可求出一个待求量是不可能的。
)。
采用此方法,即可容易将不同的复杂的机械系统看成一个类似系统,采用同一种思路分析,这是本书解题思路与众不同的根源。
第1章 静力学公式和物体的受力分析一 问题问题1:有哪五大公理,该注意哪些问题答:五大公理(静力学)(1)平行四边形法则(2)二力平衡公理(一个刚体)⎩⎨⎧共线大小相等,方向相反,一个刚体②① (3)力系加减平衡原理(一个,刚体)力的可传递性(一个刚体)三力汇交定理 1.通过汇交面 2.共面(4)作用与反作用力(运动学、变形体)(5)刚化原理问题2:画受力图步骤及应注意的问题答:画受力图方法原则:尽量减少未知力个数步骤:a )根据要求,选取研究对象,去掉约束,先画主动力b )在去掉约束点代替等效的约束反力c )用二力轩、三力汇交,作用力与反作用力方法减少未知量个数,应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考。
d )用矢量标识各力,注意保持标识的一致性。
二典型习题以下通过例题来演示上述介绍的方法。
[例1]由哈工大1-2(k)改编;如图,各处光滑,不计自重。
1)画出整体,AC(不带销钉C),BC(不带销钉C),销钉C的受力图。
2)画出整体,AC(不带销钉C),BC(带销钉C)。
3)画出整体,AC(带销钉C),BC(不带销钉C)。
[解法提示]:应用三力汇交时从整体到局部或从局部到整体来思考,尽量减少未知力个数。
1)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
BC(不带销钉C)也三力汇交。
(a) (b) (c) (d) 2)由整体利用三力汇交确定F A方向,则AC(不带销钉C)可用三力汇交。
BC(带销钉C)不能用三力汇交。
具体参考1)3)由整体利用三力汇交确定F A方向,BC(不带销钉C)不能用三力汇交。
AC(带销钉C)不能用三力汇交。
[例2]由何锃1.4.3改编;如图,各处光滑,不计自重。
1)画出整体,AB(不带销钉B),BC(不带销钉B),销钉B的受力图。
2)画出整体,AB(不带销钉B),BC(带销钉B)。
3)画出整体,AB(带销钉B),BC(不带销钉B)。
[解法提示]: 1)由B点的特点,可用三力汇交确定F A方向。
(a) (b) (c) (d) 2),3)当销钉处没有集中力时,带不带销钉都一样,可把销钉处AB和BC间的力当作作用力与反作用力。
注意,当销钉处有集中力时,则不能如此。
[例3] 如图,求静平衡时,AB对圆盘c的作用力方向。
各处不光滑,考虑自重,圆盘c自重为P。
[解法提示]: 1)由E点的特点,可用三力汇交确定为DE方向。
[例4] 何锃1.4.9;如图. 各处光滑,不计自重。
画受力图:构架整体、杆AB、AC、BC(均不包括销钉A、C)、销钉A、销钉C[解法提示]:先对整体用用三力汇交确定地面对销钉C的力方向。
依次由a)~f)作图。
(a) (b)(c)(d)(e) (f)第2章 平面力系的简化和平衡 一 问题问题1:本章注意问题有哪些1)找出二力轩 2)约束力画正确3)①平面汇交力系:2个方程⇒能且只能求得2个未知量(以下“未知量”用表示)1n平面力偶系: 1个方程⇒2个 2n 平面平行力系:2个方程⇒2个 3n 平面任意力系:3个方程⇒3个 4n⇒一个系统总的独立方程个数为:⇒+++4321322n n n n 能且只能求得相应数目②任意力学列方程方法 a) 一矩式b )二矩式 y AB ⊥不(力投影轴)c )三矩式 ABC 不共线③具体对一个问题分析时注意(1)所列方程必须线性无关,局部:方程1;局部 :方程2方程1+方程2=整体方程 是不行的(2)因此尽量选择一个对象列所有的方程,看未知力与方程数差数目再找其他物体列对应方程问题2:如何取研究对象,如何列方程答:㈠、原则:(1)尽量列最少数目的方程 只包含待求未知量(优先) 尽量让每个方程能解出一个未知量 ㈡、解题思路(重要):a)先整体,看能从3个方程中列几个有用方程,把能求出的未知量当作已知,方便以后分析,但不必具体求出其中的未知量的大小,以后须用到某个未知量,再回头求。
b)从待求量出发,向其周围前后左右,由近及远,延伸到光滑铰链连接点D 处,对点D 取矩,依次类推。
若碰到其他不待求未知量,表明很可能此路不通,不要再从此处突破。
一般常用此方法。
(本书称为顺藤摸瓜法)。
㈢、如何用一个方程解一个未知量:(1)向不待求未知量垂线投影 (2)在不待求未知量交点处取矩问题3:平面桁架关键问题有哪些答:解题方法1)⎩⎨⎧------个独立方程能且只能列截面法:平面任意力系个独立方程。
能且只能列节点法:汇交力系322)先找出零力杆。
3)(从整体 局部)先看整体能求出几个未知量(备用),找出零力杆 4)再从局部出发,一般先采用截面法。
采用截面法应从以下原则入手:a )一次切出3个未知量(因为平面任意力系最多只能列出3个方程),并最大限度包含待求未知量(目的是使方程个数最少)。
b )在使用截面法,截出3个未知量后,若求其中一个未知量,则另2个未知量要么平行,要么相交。
则可解出一个未知量尽量一个方程取矩对不待求未知量汇交点影对不待求未知量垂线投⇒⎩⎨⎧②①①②③①②①②F5)注意零力杆判别 ` `二 典型习题以下通过例题来演示上述介绍的方法。
(一)平面任意力系例题【例1】由何锃例;如图.各处光滑,不计自重。
结构尺寸如图,C 、E 处为铰接;已知:P = 10 kN ,M = 12 kNm 。
求A 、B 、D 处的支座反力。
[解法提示]: 总共5个,先对整体3个方程,再从局部(顺藤摸瓜)补充2个方程:【DE 杆】E M 0=∑,【BC 杆】C M 0=∑。
答案:FD=12KN,FAX=-6KN,FAY=1KN,FBX=2KN,FBY=5KN 【说明】何锃课后习题与此类似解法。
【例2】由何锃例改编;如图.各处光滑,不计自重。
静定刚架尺寸如图所示,作用有分布力和集中力,集中力作用在销钉C 上。
1)求销钉C 对AC 杆的约束力。
[解法提示]: 总共2个,先对整体3个方程没用,故从局部(顺藤摸瓜)补 充2个方程即可:【销钉C+BC 杆】B M 0=∑,【AC 杆不带销钉C 】A M 0=∑。