力学基本概念
力学的基本概念包含什么
力学的基本概念包含什么力学是物理学的一个分支，研究物体的运动状态和引起物体运动的原因。
它是自然科学领域中的基础学科，对于理解宇宙中的各种现象和定律至关重要。
力学的基本概念包括：力、质点、质量、速度、加速度、运动、受力等。
首先，力是力学的基本概念之一。
力可以定义为物体之间相互作用的一种度量。
力的存在可以使物体发生形变、加速或者随着力的方向运动。
力可以是接触力，如摩擦力和弹力；也可以是非接触力，如重力和电磁力。
力的大小用牛顿（N）作为单位，方向用矢量表示。
其次，质点是力学中常用的模型。
质点指的是物体在运动中被视为具有质量但没有大小和形状的点。
虽然质点是一个理想化模型，但它方便我们对运动进行分析和计算。
质点的运动状态由质点的位置、速度和加速度来描述。
质量是物体的一种固有属性，表示物体对外力的抵抗程度。
质量可以简单理解为物体的“重量”。
质量的单位是千克（kg），常用于衡量物体对于外力的响应。
根据质量不同，物体可以表现出惯性（惯性是物体保持静止或匀速直线运动的性质）。
速度是物体运动状态的基本描述。
速度是一个矢量，表示物体在单位时间内位移的大小和方向。
速度与时间的关系可以通过速度-时间图像来表示，斜率表示加速度的大小。
速度的单位是米每秒（m/s）。
加速度是物体运动状态的另一个重要描述。
加速度是物体在单位时间内速度改变的量。
加速度是一个矢量量，并且它的方向和速度改变的方向一致。
加速度的单位是米每秒平方（m/s²）。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与物体所受的力和物体的质量成正比。
运动是力学中研究的核心概念之一。
运动是指物体在空间中位置发生变化的过程。
根据不同的参考系（比如惯性参考系和非惯性参考系），运动分为匀速直线运动、加速直线运动、曲线运动等。
物体的运动可以通过位置-时间图像、速度-时间图像和加速度-时间图像来描述。
受力是物体运动的原因。
根据牛顿的第三定律，作用在物体A上的力相对于物体B产生的反作用力大小相等、方向相反。
力学基本概念
力学基本概念力学是研究物体运动的科学领域，涉及到物体的力、质量、力的作用效果等基本概念。
本文将介绍力学的几个基本概念，包括力、质量、位移、速度、加速度等，并探讨它们在物体的运动中所起的作用。
一、力力是物体之间相互作用的结果，是引起物体运动或形态改变的原因。
根据牛顿第三定律，力是一种相互作用，它具有大小、方向和作用点。
常见的力包括重力、摩擦力、弹力等。
力的大小用牛顿（N）作为单位，方向用箭头表示，并在箭头上标上名称。
二、质量质量是物体所固有的属性，是物体对抗改变运动状态的特性。
质量的大小决定了物体对力的响应程度，质量越大，物体对力的抵抗越强。
质量的国际单位是千克（kg）。
三、位移位移是物体由一个位置移动到另一个位置的变化量。
位移可以是线性的、角度的或弧段的。
位移的大小由两个位置之间的直线距离决定，方向则是从起始位置指向终点位置的直线方向。
四、速度速度是物体位移的变化率，表示物体在单位时间内移动的距离。
速度的大小由位移和时间的比值确定。
当位移和时间的单位匹配时，速度的单位为米每秒（m/s）。
速度的方向与位移的方向相同。
五、加速度加速度是速度的变化率，表示物体单位时间内速度增加（或减少）的量。
加速度的大小由速度的变化和时间的比值决定。
加速度的单位为米每二次方秒（m/s²）。
加速度的方向与速度的变化方向保持一致。
六、牛顿三定律牛顿三定律是力学的基本原理之一，描述了物体运动的行为。
第一定律（惯性定律）指出，物体会保持静止或匀速直线运动，直到有力使其改变状态。
第二定律（运动定律）说明了力引起物体运动状态的变化，表示为F=ma，其中F代表力，m代表物体质量，a代表物体的加速度。
第三定律（作用反作用定律）指出，任何一个力都会引起作用于相互作用物体上的一个等大反向力。
七、自由落体自由落体是物体在只受重力作用下的运动状态。
在自由落体中，物体的加速度恒定，大小约等于地球重力加速度，即9.8m/s²。
力学基本概念
一．固有频率：固有频率也称为自然频率(natural frequency)。
物体做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规律变化，振动的频率与初始条件无关，而仅与系统的固有特性（如质量、形状、材质等）有关，称为固有频率，其对应周期称为固有周期。
固有频率的单位是Hz，反映单位时间（1s）内振动的重复次数。
物体做自由振动时，其位移随时间按正弦规律变化，又称为简谐振动。
简谐振动的振幅及初相位与振动的初始条件有关，振动的周期或频率与初始条件无关，而与系统的固有特性有关，称为固有频率或者固有周期。
物体的频率与它的硬度、质量、外形尺寸有关，当其发生形变时，弹力使其恢复。
弹力主要与尺寸和硬度有关，质量影响其加速度。
同样外形时，硬度高的频率高，质量大的频率低。
由一个系统的质量分布，内部的弹性以及其他的力学性质决定。
固有频率的阶数：有几个自由度就有几阶，而一阶、二阶频率是根据求得的频率大小从小到大排列的，求得的最小频率就是一阶。
测量方法：共振法（幅值判别法和相位判别法）锤击法（传函判别法）自由衰减振动波形自谱分析法（自谱分析法）二．阻尼：阻尼（damping）是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。
在电学中，是响应时间的意思。
在机械物理学中，系统的能量的减小——阻尼振动不都是因“阻力”引起的，就机械振动而言，一种是因摩擦阻力生热，使系统的机械能减小，转化为内能，这种阻尼叫摩擦阻尼；另一种是系统引起周围质点的震动，使系统的能量逐渐向四周辐射出去，变为波的能量，这种阻尼叫辐射阻尼。
阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。
阻尼的作用主要有以下五个方面：（1）阻尼有助于减少机械结构的共振振幅，从而避免结构因震动应力达到极限造成机构破坏；（2）阻尼有助于机械系统受到瞬时冲击后，很快恢复到稳定状态；（3）阻尼有助于减少因机械振动产生的声辐射，降低机械性噪声。
物理力学基础知识
物理力学基础知识物理力学是研究物体在外力作用下的运动规律和力学性质的科学，是物理学的一个重要分支。
本文将详细介绍物理力学的一些基础知识，包括力学的基本概念、力学定律和力学分析方法等。
一、力学基本概念1.力学的研究对象：力学主要研究物体在外力作用下的运动和变形。
物体可以是固体、液体和气体等各种形态。
2.力的概念：力是物体之间相互作用的结果，是引起物体运动状态变化的原因。
力的单位是牛顿（N）。
3.位移和速度：位移是物体从初始位置到最终位置的位移矢量，速度是物体单位时间内位移的变化量。
4.加速度：加速度是物体单位时间内速度的变化量，反映了物体速度变化的快慢。
5.动量和能量：动量是物体的质量和速度的乘积，是物体运动状态的量度。
能量是物体由于其运动状态或位置而具有的做功能力。
二、力学定律1.牛顿三定律–第一定律（惯性定律）：一个物体要么静止不动，要么以恒定速度直线运动，除非受到外力的作用。
–第二定律（加速度定律）：物体受到的合外力等于物体质量与加速度的乘积，即 (F = ma)。
–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。
2.动量守恒定律：在一个没有外力作用的系统中，系统总动量保持不变。
3.能量守恒定律：在一个封闭系统中，系统的总能量（包括动能和势能）保持不变。
三、力学分析方法1.牛顿运动定律的应用：通过牛顿运动定律，可以分析和计算物体在受到外力作用下的运动状态变化。
2.微分方程的求解：力学问题常常可以通过建立微分方程来求解，如牛顿运动定律可以导出二阶微分方程。
3.能量方法：在力学问题中，能量守恒定律可以用来分析和解决问题，如在分析物体在势场中的运动时，可以利用势能和动能的转换关系。
4.对称性分析：在力学中，对称性原理可以用来简化问题的分析，如利用拉格朗日方程可以简化力学系统的动力学分析。
四、力学分支1.静力学：研究在平衡状态下的物体受力情况，不考虑物体的运动。
力学知识点总结大全
力学知识点总结大全一、力学基础知识1. 力的概念力是物体之间相互作用的结果，是引起物体运动、形变或状态变化的原因。
根据牛顿第一定律，物体要想改变它的状态，必须有力的作用。
2. 力的性质力有大小、方向和作用点，可以通过矢量来表示。
力的大小用单位牛顿（N）来表示，方向则通过力的矢量来描述。
作用点是力的作用点。
3. 力的合成与分解对于一个物体来说，当施加多个力时，可以通过合力的概念来表示总的受力情况；而对于一个力来说，可以通过分解的方法将其拆分成不同的力的合力来表示。
4. 牛顿定律牛顿的三大定律是力学的基础，包括牛顿第一定律（惯性定律）、牛顿第二定律（运动定律）、牛顿第三定律（作用-反作用定律）。
5. 动量和冲量动量是物体运动的特性，是质量和速度的乘积；而冲量是力在时间内对物体物体的作用。
6. 动力学动力学是力学中的一个分支，它研究物体在受到力的影响下的运动规律，涉及到牛顿第二和第三定律的应用。
7. 势能和功势能是物体由于位置而具有的能量，包括重力势能、弹性势能等；而功是力对物体的作用，是力的大小与移动距离乘积。
二、质点力学1. 质点的运动质点是物体的简化模型，它不考虑物体的形状和大小，只考虑质点的位置和速度。
质点运动可以通过位移、速度和加速度来描述。
2. 牛顿运动定律牛顿第二定律描述了质点在力的作用下的运动规律，即F=ma，力的大小与物体的加速度成正比。
3. 立体运动立体运动是质点在空间中的运动，可以通过三维坐标来描述。
4. 弹性碰撞弹性碰撞是物体之间在碰撞中动能守恒的碰撞，它们的速度和动能在碰撞前后保持不变。
5. 火箭技术火箭技术是利用动量守恒定律和火箭运动定律研究飞行器的动力和轨迹。
三、刚体力学1. 刚体的概念刚体是物理中的一种理想模型，它不考虑物体的形变，只考虑物体的位置和姿态。
2. 刚体的平动和转动刚体的平动是指刚体作为一个整体进行平移运动的现象；转动则是刚体绕轴进行旋转的运动。
3. 刚体定轴转动刚体定轴转动是指刚体绕一个固定轴进行的运动，可以通过角速度和角加速度来描述。
了解力学的基本概念
了解力学的基本概念力学是物理学中的一个重要分支，研究物体在力的作用下的运动规律和力的相互作用。
本文将介绍力学的基本概念，包括力、质点、力的三要素和牛顿三定律。
一、力的概念力是物体相互作用的结果，是引起物体运动或形状改变的原因。
力的单位是牛顿（N），符号为F。
力的大小可以通过测量物体受到的加速度或形变来确定。
力的方向可以通过受力物体的运动方向或形变的方向来确定。
二、质点质点是力学中研究的对象，它是一个具有质量但没有大小和形状的点。
质点的运动状态可以用位置、速度、加速度来描述。
质点在受力作用下会产生加速度，进而改变它的速度和位置。
三、力的三要素力的三要素包括大小、方向和作用点。
力的大小是指力的强弱程度，用力学量表示。
力的方向是指力的作用线的方向，用箭头表示。
力的作用点是指力作用的位置，可以是质点的任意点。
四、牛顿第一定律牛顿第一定律也称为惯性定律，它描述了物体的运动状态。
根据牛顿第一定律，物体在受力为零时，将保持静止或匀速直线运动。
这意味着如果没有外力作用，物体将保持原来的状态，静止的物体将继续保持静止，运动的物体将继续匀速直线运动。
五、牛顿第二定律牛顿第二定律描述了力、质量和加速度之间的关系。
根据牛顿第二定律，物体受到的合力等于物体质量乘以加速度，即F=ma。
这表明，加速度正比于作用在物体上的合力，反比于物体的质量。
六、牛顿第三定律牛顿第三定律描述了力的相互作用。
根据牛顿第三定律，两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在彼此的不同物体上。
即使两个物体之间的力相等，但由于它们的质量不同，将产生不同的加速度。
七、总结力学是物理学中的一个重要分支，研究物体在力的作用下的运动规律和力的相互作用。
本文介绍了力的概念、质点、力的三要素以及牛顿三定律。
力学的基本概念和定律为我们理解和解释物体运动提供了理论基础。
在实际应用中，力学的原理被广泛应用于工程、力学、天文学等领域。
通过了解力学的基本概念，我们可以更好地理解物体的运动规律和力的相互作用。
力学基本概念与公式
力学基本概念与公式力学是物理学中研究物体运动及其原因的学科。
它涵盖了许多基本概念和公式，这些概念和公式为我们理解物体在力的作用下的运动提供了重要的工具。
本文将介绍一些力学中的基本概念和常用公式。
第一部分：力的概念与测量力是物体之间相互作用的结果，可以改变物体的状态（静止或运动）。
力的大小通常用牛顿（N）作为单位。
力的方向由箭头表示，箭头的长度代表力的大小。
在力学中，常用的力的测量工具有弹簧秤和测力计。
第二部分：质量与重力质量是物体所固有的属性，是一个不会随环境变化而改变的量。
常用单位为千克（kg）。
重力是地球或其他天体对物体的吸引力。
重力的大小与物体的质量成正比，与物体所处的位置有关。
重力的大小用公式表示为 F = mg，其中 F 是重力的大小，m 是物体的质量，g 是重力加速度。
第三部分：速度、加速度与位移速度是物体运动的快慢和方向的量度。
速度的大小为单位时间内物体位移的大小，常用单位是米每秒（m/s）。
加速度是速度变化的量度，是单位时间内速度变化量的大小，常用单位是米每秒平方（m/s²）。
物体的位移是物体在某一时间段内从一个位置到另一个位置的改变量。
速度、加速度和位移之间的关系可以用公式表示为 v = u + at 和 s = vt -0.5at²，其中 v 是终点速度，u 是起点速度，a 是加速度，t 是时间，s是位移。
第四部分：牛顿定律牛顿定律是力学中的基本定律，揭示了物体运动的规律。
第一定律（惯性定律）表明一个物体如果没有外力作用将保持静止或匀速直线运动。
第二定律（加速度定律）说明物体的加速度与作用在该物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
可以用公式表示为 F = ma，其中F 是物体所受合力的大小，m 是物体的质量，a 是物体的加速度。
第三定律（作用-反作用定律）指出，任何一个物体对另一个物体施加力的同时，也会受到这个物体对自己施加的大小相等、方向相反的力。
第五部分：动能与势能动能是物体由于它的速度而具有的能量。
物理力学的基本概念
物理力学的基本概念引言：力学是研究物体的运动和受力规律的学科，是自然科学中的一门重要分支。
在实际生活和科学研究中，我们经常需要研究物体的运动规律和受力情况，力学的基本概念就是为了帮助我们更好地理解和描述物体的运动和受力过程。
1. 物理力学的基本概念在学习物理力学之前，首先需要了解一些基本概念，这些基本概念构成了力学研究的基础。
以下是几个重要的力学概念：1.1 物体的质量质量是用来描述物体惯性的物理量，表示物体所具有的物质量。
质量的单位是千克（kg）。
1.2 物体的力力是使物体发生运动或改变运动状态的原因。
力的单位是牛顿（N），1牛顿等于1千克物体在加速度为1米每秒平方时所受到的力。
1.3 物体的速度速度是物体在单位时间内所经过的路径长度。
速度是矢量量，既有大小，又有方向。
速度的单位是米每秒（m/s）。
1.4 物体的加速度加速度是物体速度变化的快慢，是速度对时间的改变率。
加速度的单位是米每秒平方（m/s2）。
1.5 物体的力学平衡当物体所受的合力为零时，物体处于力学平衡状态。
在力学平衡下，物体的速度保持不变，或处于静止状态。
2. 物理力学的三大定律物理力学的三大定律是描述物体运动规律的基本原理，它们为我们研究和理解物体的运动提供了重要的依据。
2.1 牛顿第一定律（惯性定律）牛顿第一定律指出：物体在受力为零的情况下将保持匀速直线运动或静止状态，即物体的运动状态保持不变，直到受到外力的作用。
这一定律揭示了物体惯性的性质。
2.2 牛顿第二定律（运动定律）牛顿第二定律给出了物体受力和产生加速度的关系。
它表明：物体所受的合力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。
这一定律描述了物体运动状态的变化规律。
2.3 牛顿第三定律（作用-反作用定律）牛顿第三定律指出：任何一对物体之间的相互作用力都是相等的、方向相反的，并且作用在两个物体上。
这一定律揭示了物体之间相互作用的特性。
3. 物体的运动描述为了更好地描述物体的运动状态，我们需要用到一些运动学量来描述物体运动的属性。
力学基础知识
力学基础知识力学作为物理学的一个重要分支，研究的是物体在受力作用下的运动规律和相互作用原理。
在学习力学基础知识时，我们需要了解一些基本概念、定律和公式。
本文将从质点运动、牛顿三定律、动量守恒和万有引力四个方面介绍力学的基础知识。
一、质点运动质点是物理中的一个理想模型，假设物体的大小和形状可以忽略不计，只考虑物体的质量和所受力。
质点的运动可以分为直线运动和曲线运动。
1. 直线运动质点在直线上的运动可以用位移、速度和加速度等物理量来描述。
- 位移：一个物体从原始位置到最终位置的变化量，用Δx表示。
- 平均速度：位移与运动时间的比值，用v表示，计算公式为v = Δx/Δt。
- 瞬时速度：物体在某一瞬间的速度。
- 平均加速度：速度变化量与时间的比值，用a表示，计算公式为a = Δv/Δt。
- 瞬时加速度：物体在某一瞬间的加速度。
2. 曲线运动曲线运动包括圆周运动和非匀速直线运动。
- 圆周运动：质点绕固定点做圆周运动，有向心加速度的概念。
向心加速度的大小和方向决定了质点在圆周运动中的加速度。
- 非匀速直线运动：质点在直线上做变速运动，速度随时间的变化率不为零。
二、牛顿三定律牛顿三定律是力学的基本定律，描述了物体的受力和运动之间的关系。
1. 第一定律（惯性定律）：一个物体如果不受外力作用，将保持静止或匀速直线运动。
2. 第二定律（运动定律）：物体所受的合力等于其质量乘以加速度。
F = ma，其中F为合力，m为物体质量，a为加速度。
3. 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具有相等的大小和相反的方向。
三、动量守恒动量是物体运动状态的量度，定义为物体质量与速度的乘积。
在一个系统内，如果没有外力作用，系统的总动量将保持不变。
1. 动量：一个物体的动量p定义为p = mv，其中m为物体质量，v为物体速度。
2. 动量定理：物体所受合外力的时间积分等于物体的动量变化。
∑Fdt = Δp，其中∑F为所受合外力，t为时间。
力学概念知识点总结归纳
力学概念知识点总结归纳力学的基本概念包括质点、位移、速度、加速度、力、力的合成、摩擦力、惯性力、弹性力等。
质点是一个极小的物体，它的大小和形状可以忽略不计，只考虑其质量和位置。
位移是指物体由一个位置到另一个位置的变化，通常用矢量表示。
速度是指物体在单位时间内经过的位移，是位移的导数。
加速度是速度随时间的变化率，描述了物体在单位时间内速度的变化量，是速度的导数。
力是导致物体产生运动变化的原因，它是一种物体之间相互作用的表现，通常用矢量表示。
力的合成是指多个力作用在物体上时，可以合成一个合力，这个合力将产生与原来多个力作用相同效果的作用。
摩擦力是物体表面之间由于相互接触而产生的力，它是阻碍物体相对运动的力。
惯性力是指物体在惯性参考系中的力，是由于运动参考系的加速度产生的看似真实的力。
弹性力是指弹性体变形时所产生的力，它是一种恢复变形后形体的能力。
静力学是研究物体在静止状态下受力的平衡条件以及这些受力的效应的学科。
动力学是研究物体在运动状态下受力的作用和运动规律的学科。
弹性力学是研究物体弹性变形和回复的规律以及弹性体的性质的学科。
这些分支都是力学的重要组成部分，也是它的核心内容。
力学在物理学中扮演着重要的角色，它的概念和原理为我们理解宇宙万物的运动提供了基础。
此外，力学还与许多其他学科有着密切的关联，如工程学、地质学、天文学等，它们的发展离不开力学理论的支持。
力学是一门古老的学科，它的研究历史可以追溯到古希腊时期。
阿基米德、伽利略、牛顿等学者都对力学做出了杰出的贡献，为力学的发展奠定了基础。
随着科学技术的发展和实验方法的进步，力学理论得到了不断完善和发展，形成了今天我们所熟知的力学体系。
总的来说，力学是一门研究物体运动和受力规律的学科，它包含着许多基本的概念和原理，如质点、位移、速度、加速度、力、静力学、动力学、弹性力学等。
力学的研究对于我们理解自然界的运动规律和应用科学技术有着重要的意义和价值。
通过不断地学习和研究力学，我们可以更好地认识世界，推动科学技术的发展，促进人类社会的进步与发展。
运动学和力学的基本概念
运动学和力学的基本概念运动学和力学是物理学中的两个重要分支，它们研究的是物体的运动以及运动背后的原因和规律。
本文将分别介绍运动学和力学的基本概念，帮助读者更好地理解这两个领域。
一、运动学的基本概念运动学是研究物体运动的学科，它关注的是物体在运动过程中的位置、速度、加速度等量的变化规律。
以下是运动学中的一些基本概念：1. 位移：位移是指物体在某个时间段内位置的变化量，通常用Δx表示。
位移可以是一个矢量，具有大小和方向。
2. 速度：速度是指物体在单位时间内位移的变化量，用v表示。
速度可以分为瞬时速度和平均速度，前者表示某一瞬间的速度，后者表示某个时间段内的平均速度。
3. 加速度：加速度是指物体在单位时间内速度的变化量，用a表示。
加速度也可以分为瞬时加速度和平均加速度。
4. 时间：时间是运动学中的重要参量，用t表示。
时间可以用来描述运动发生的顺序和持续的时长，是运动学中的基本概念之一。
二、力学的基本概念力学是研究物体运动的原因和规律的学科，它研究的是物体受力后的运动状态以及力和运动之间的关系。
以下是力学中的一些基本概念：1. 力：力是使物体产生加速度的原因，用F表示。
力可以是一个矢量，具有大小和方向。
常见的力包括重力、弹力、摩擦力等。
2. 牛顿第一定律：牛顿第一定律也称为惯性定律，它指出物体如果没有受到外力作用，将保持静止或匀速直线运动的状态。
3. 牛顿第二定律：牛顿第二定律给出了物体受力后的加速度与力的关系。
它的数学表达式为F=ma，其中F是物体所受合力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
4. 牛顿第三定律：牛顿第三定律也称为作用-反作用定律，它指出任何一对物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
三、运动学与力学的关系运动学和力学是物理学中密切相关的两个学科。
运动学研究物体的运动状态和其变化规律，而力学研究物体受力后的运动状态和力与运动的关系。
在力学中，利用运动学的概念和公式可以更好地描述力的作用效果。
力学的概念
力学的概念
力学是研究物体运动和力的学科，涉及到物体的力、速度、加速度、质量、能量等物理量之间的关系。
其主要概念包括：
1. 力：力是物体受到的作用，可以改变物体的状态、形状或运动。
力的大小用牛顿（N）来表示。
2. 质量：质量是物体所具有的惯性和引力性质的度量，代表了物体对于改变运动状态的抗拒能力。
质量的单位是千克（kg）。
3. 运动：运动是物体在空间中位置的变化，可以包括直线运动、曲线运动、旋转运动等。
4. 速度：速度是物体在单位时间内所产生的位移。
速度的大小可以通过速度公式v = Δx / Δt计算，单位是米每秒（m/s）。
5. 加速度：加速度是速度的变化率，它表示物体在单位时间内速度的改变量。
可以通过加速度公式a = Δv / Δt计算，单位是
米每二次方秒（m/s²）。
6. 动力学方程：动力学方程描述了物体质点的运动状态与受力之间的关系。
其中最为著名的是牛顿第二定律：F = ma，即物
体所受的力等于物体质量与加速度的乘积。
7. 能量：能量是物体的运动或变化的能力，可以分为动能和势能。
动能由物体的质量和速度共同决定，势能则由物体所处位置的高度或位置所决定。
8. 力的作用：力可以保持物体的平衡、改变物体的运动状态或形状，并且可以分为接触力与非接触力。
力学的概念是物理学中基础且重要的部分，其研究对于科学和工程学的发展具有重要意义。
什么是力学？力学的基本概念和原理有哪些？
什么是力学？力学的基本概念和原理有哪
些？
力学是物理学的一个分支，主要研究物体的运动规律和相互作用。
力学基于实验观察和数学原理，通过解析和计算来描述和预测物体的运动。
力学中的基本概念包括：
质点和物体
质点是理想化的点，代表物体的质量和位置。
物体则是有形的实体，有一定的形状和大小，可以分为刚体和非刚体。
运动和静止
物体运动和静止的状态是力学研究的重要对象。
运动状态可以用速度和加速度来描述，静止状态则是运动状态的特例。
作用力和反作用力
作用力和反作用力是两个相互作用的力，大小相等、方向相反，作用在不同的物体上。
它们是牛顿第三定律的体现，也被称为“作
用力对”。
力学中的基本原理包括：
牛顿三定律
牛顿三定律是经典力学的基本定律，它描述了物体的相互作用
规律。
第一定律描述了物体静止或匀速直线运动的状态，第二定律
描述了物体的运动状态与受到作用的力的关系，第三定律则描述了
作用力与反作用力相互作用的规律。
能量守恒定律
能量守恒定律是物理学的另一重要定律，它描述了系统中能量
的转化过程。
能量可以分为机械能和非机械能，能量守恒定律将它
们联系在了一起，描述了系统中能量的总量守恒。
动量守恒定律
动量守恒定律描述了物体间相互作用前后总动量的守恒。
一个
物体的动量定义为质量乘以速度，动量守恒定律将物体间相互作用
的过程联系在了一起。
以上是力学的基本概念和原理，它们为进一步的力学研究奠定
了基础。
在实际应用中，力学的理论和计算方法将广泛应用于物理、机械、工程等领域。
01-2力学的基本概念
产生条件 弹力 弹簧测力计 力 产生原因 大小G = mg 大小 力 — — 产生条件 大小 大 小 因 力 力 力
什 么 是 力
力
大小
力
力的作用
力在自然界中的作用： 力在自然界中的作用：
力左右宇宙万物的一切活动：天体的运动；动物的奔跑、 植物的生长；人类的生产、生活。 力是宇宙万物之间相互联系的纽带。 没有力的作用，宇宙间的物体都是孤立的、无法形成相互 之间的联系。
图4.2
变形的基本形式
工程中的构件具有不同的尺寸和形状，其受到不同情况的载荷， 发生不同的变形。各种变形可以归结为一系列的简单变形。
图4.4
变形的基本形式
（1） 轴向拉伸或压缩 在一对方向相反、作用线与杆轴重合的拉力或 压力作用下，杆件沿着轴线伸长（图4.4(a)）或缩短 (图4.4(b))。 （2） 剪切 在一对大小相等、指向相反且相距很近的横向 力作用下，杆件在二力间的各横截面产生相对错动 （图4.4(c)）。
变形体
材料力学所研究的结构或部件，其材料（通常为固 体）在荷载作用下会产生变形 在荷载作用下会产生变形，即物体形状和尺寸的改 在荷载作用下会产生变形 变。因此，这些物体统称为变形体。 变形在微观上是原子离开平衡位置，在宏观上是尺寸 和形状的改变。
弹性变形与塑性变形
构件在荷载作用下将发生变形，当载荷不超过一 定限度时，绝大部分的构件在荷载撤去后均能恢复 原状。材料的这种性质称为弹性，卸除荷载后能够 消失的变形称为弹性变形。 当荷载超过限度时，则在荷载撤去后只能部分地 复原而残留一部分不能消失的变形。材料产生不能 恢复的变形的性质称为塑性，不能消失而残留下来 的那一部分变形称为塑性变形。
力学的基本概念与方法
(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。
力学的基本概念
力学的基本概念力学是物理学的一个分支，研究物体的运动、力和能量的关系。
它是理解自然界中物体运动的基本原理的重要工具。
力学可分为两个主要方向：静力学和动力学。
静力学研究物体在平衡状态下力的作用，而动力学研究物体在受力的情况下的运动。
力学的基本概念包括力、质量、加速度、速度、位移和能量等。
力是物体之间相互作用的结果，其大小由牛顿定律描述。
牛顿定律指出：物体所受的合外力等于质量乘以加速度。
力的单位是牛顿(N)，定义为使质量为1千克的物体获得1米/秒²的加速度所需的力。
力有大小和方向两个方面。
质量是物体所固有的属性，表示物体对外力的抵抗程度。
它是力的比例因子，根据牛顿第二定律，质量越大，给物体施加同等大小的力所产生的加速度越小。
加速度是物体的速度变化率。
加速度定义为单位时间内速度改变的量。
加速度的单位是米/秒²。
速度是物体在单位时间内（通常是秒）所移动的距离。
速度是矢量量，包括大小和方向。
速度的标量称为速率，速度的单位是米/秒（m/s）。
位移是物体从一个位置移动到另一个位置的总距离和方向。
即是物体在某一时间段内的位移向量。
位移的大小等于路径的长度，而方向是路径的起点指向终点。
能量是物体的能力做功的度量。
根据能量守恒定律，能量不会被创造或破坏，只会从一种形式转化为另一种形式。
一种形式是势能，它与物体的位置或状态相关，例如重力势能和弹性势能。
另一种形式是动能，它与物体的运动相关，例如动能和转动动能。
除了这些基本概念外，力学还涉及到其他重要的概念，如力的合成和分解、摩擦力、弹性碰撞、角动量和力矩等。
力的合成和分解是将多个力合并成一个等效力或将一个力分解成多个分力的过程。
它们可以使用向量图形方法或三角函数方法来进行计算。
这对于解析力学问题非常有用。
摩擦力是物体表面之间的接触力。
它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是当两个物体相对运动时发生的，以使它们保持相对静止。
动摩擦力则是当两个物体相对运动时发生的，以减慢或停止它们的相对运动。
第一章 力学基本知识
F2 R
sin
500 954
sin
60
0.4539
1 =27
推论：三力平衡汇交定理 三力平衡汇交定理是：由三个力组成的力系若为 平衡力系,其必要的条件是这三个力的作用线共面且 汇交于一点。
当刚体受不平行三力作用而平衡时，利用这个 定理可以确定未知力的方向。
例如
约束与约束反力
工程中，任何构件都受到与它相联的其它构件的限制，不能 自由运动。例如，大梁受到柱子限制，柱子受到基础的限制， 桥梁受到桥墩的限制，等等。
两个力的方向必沿杆的轴线方向。
3. 加减平衡力系公理
在作用于某物体的力系中，加入或减去一个平衡力系， 并不改变原力系对物体的作用效果。这是因为一个平衡力系 作用在物体上，对物体的运动状态是没有影响的，所以在原 来作用于物体的力系中加入或减去一个平衡力系，物体的运 动状态是不会改变的，即新力系与原力系对物体的作用效果 相同。
从以上平行四边形法则可知，矢量式 R F1 F2 与代 数式 R F1 F2 的意义是完全不同的。
利用力的平行四边形法则，也可以把作用在物体上的 一个力分解为相交的两个分力,分力与合力作用于同一点。
工程中通常是把一个力分解为方向已知的两个分力，特别有用 的是分解为方向已知互相垂直的两个分力，这种分解称为正交 分解，所得的两个分力称为正交分力。
1公斤力（kgf）= 9.81牛（N）
三个要素中任一个改变，将改变力对物体的作用效果。 例如 水平力推一木箱。
通过力的作用点沿力的方向的直线，称为力的作用线。
在直角坐标系中，可将力表示为
F Fxi Fy j Fzk
1.5力在坐标轴上的投影
设力F作用于物体的A点如图所示。取直角坐标
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§1–3 静力学公理
推论 (力在刚体上的可传性) 作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚 体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。
B
F A
B
F1
F2
B
F1
=
F
A
=
A
F1 = －F2 = F
应用加减平衡力系公理可以得到一个重要 推论--力的可传递性原理：作用于刚体上的力，可 以沿其作用线移至刚体上任意一点，而不改变它 对刚体的作用效果。并由此可知作用于刚体上的 力是滑动矢量。 应用加减平衡力系公理可以得到一个重要定 理--力的平移定理：作用在刚体上的力可以平行移 动到刚体上的任一点，但必须同时附加一个力偶， 其力偶矩等于原来的力对平移点之矩。力的平移 定理是一般力系的简化基础。 需要注意的是，加减平衡力系公理和力的可传 性原理、力的平移定理都只适用于刚体，而不适 用于变形体。
• 平面一般力系的简化 1.力的平移定理
F′O d A FF′ Nhomakorabea=
O d
M A
F″
M F，F Fd M O F
因此：作用于刚体上的力，可平移到刚体上的 任意一点，但必须附加一力偶，其附加力偶矩 等于原力对平移点的力矩。
静力学公理
公理3 力的平行四边形 公理
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、方 向，由这两个力为边构成 的平行四边形的对角线确 定。
摩擦力的方向，永远沿着接触面的切线方向， 跟物体运动方向或相对运动趋势相反，阻碍物体间 的相对运动。 如果力的作用范围在一定条件下可简化为一个 点，这种力就称为集中力。若力的作用面积较大， 力就不能看成是作用在某一点上，不能用集中力来 表示，这种力称为分布力。 4、力偶的概念 力偶也是力学中一个基本量。 1）力偶的定义 大小相等、方向相反、作用线平行但不共线的两 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。
§1–4 约束和约束反力
双铰链刚杆约束
C A FA
A
B B FB
二、 静力学公理
公理2 加减平衡力系公理： 在已知力系上加上或者 减去任意平衡力系，并 不改变原力系对刚体的 作用。 推论1 力的可传性原理 作用在刚体上某点的力， 可以沿着它的作用线移 动到刚体内任意一点， 并不改变该力对刚体的 作用效应。（如图）
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。
如果一个力偶与一个力偶系等效，则这个力偶 称作这个力偶系的合力偶。 对于空间力偶问题，由于各力偶作用面在空间 的方位不同，力偶矩就不能用代数量而必须用矢 量来表示，称为力偶矩矢。力偶矩矢垂直于力偶 作用面即沿力偶作用面的法线方向，指向按右手 螺旋法则确定：以蜷曲的四指表示力偶在其作用 面内的转向，伸直的拇指为力偶矩矢的指向，它 的模等于力偶矩的大小。 对刚体而言，力偶矩矢是一个自由矢量。
第一章 第一节
力学基础
理论力学的基本概念
一、静力学的基本概念 1、刚体及平衡与运动
1）刚体
理论力学所研究的物体仅限于刚体。所谓刚 体是指无论受到什么样的力作用绝对不发生变形 的物体。换句话说，刚体是指在任何情况下，其 体内任意两点间距离都不会改变的物体。
严格地说，绝对不变形的刚体在客观上是不 存在的，即使是坚硬的钢铁，在力的作用下也总 要或多或少发生不同程度的变形。
=
§1–3 静力学公理
推论(三力汇交定理)
当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线 相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。 F1 证明： A1 A A3 F3 F3 A2 F2 F
同时作用在物体上的一群力，称为力系。 在力系中，所有力的作用线汇交于一点的力系， 称为汇交力系；所有力的作用线相互平行的力系， 称为平行力系；所有力的作用线既不汇交于一点， 也不全部相互平行的力系，称为一般力系（或称任 意力系）。 在力系中，所有力的作用线均在同一平面内的力系， 称为平面力系；所有力的作用线不全部在同一平面 内的力系，称为空间力系。空间任意力系是最一般 的力系。 如果某一力系作用在物体上，使物体处于平衡状 态，则这个力系称为平衡力系。 若一个力系对物体的作用可用另一个力系代替， 而不改变原力系对物体的作用效果，则这两个力系 称为等效力系。
如果一个力与一个力系等效，则这个力称作这 个力系的合力。力系中的各力叫做这个力的分力。 工程上常见的力有： （1）重力：地球吸引物体而产生的力，方向竖 直向下、指向地心。 （2）弹力：两个物体相互接触并发生弹性变形 时，将会产生一种恢复原来形状的作用力，这种作 用力称为弹力。弹力的方向总是与使物体发生变形 的外力方向相反；在弹性限度内，变形越大，弹力 越大；变形越小，弹力越小；变形消失，弹力就消 失。 （3）摩擦力：相互接触的物体之间，有相对运 动或有相对运动的趋势时，则接触面上就有摩擦力。
但是，这种微小的变形对平衡问题的研究影响 不大，可以忽略不计；同时，把受力物体假定为刚 体，就能使理论力学所研究的问题大为简化。 但是，需要注意的是，刚体的平衡条件只是变 形体平衡的必要条件，而不是充分条件。也就是说， 若将处于平衡状态的刚体看成变形体，其平衡状态 将不一定保持；但是，如果变形体处于平衡状态， 那么若将它看成刚体，则其平衡状态不受影响。 2）平衡与运动 世界上一切物质都在运动，运动是物质的固有属 性。刚体的运动有两种基本的运动形式，即刚体的 平动和定轴转动。
d o
M O F Fd
力矩的正负号规定：力使物体绕矩心逆时针 转动为正；反之为负。 在国际单位制中，力矩的单位是牛顿· 米 （N· m）或千牛顿· 米（kN· m）。 力矩的性质： （1）力对某点之矩不仅取决于该力的大小， 同时还与矩心的位置有关； （2）力对任一点之矩，不会因该力沿其作用线 移动而改变，因为此时力和力臂的大小均未改变； （3）力的作用线通过矩心时，力矩等于零； （4）互成平衡的一对力对同一点之矩的代数和 等于零。
实践表明，力对物体的作用效应取决于这三个要 素。在力的三要素中，只要其中任何一个要素发生改 变，都能改变力对物体的作用效果。 力的等效条件： 力的等效条件是力的三要素均 相同。 力矢：力是一个既有大小又有方向和作用点的 矢量（或称向量），作用在物体上的力是定位矢量， 作用在刚体上的力是滑动矢量。 力的表示：在力学中，力矢量可用一条具有方向的线 段表示，线段的起点或终点表示力的作用点，线段的 方位和箭头指向表示力的方向，线段的长度（按一定 的比例尺）表示力的大小。通过作用点沿力方向的直 线，称为力的作用线。 力的单位：力在国际单位制中的单位是牛顿（N） 或千牛（kN）。
力三角形法
F2 FR FR F2 A F1 F2
F1
FR
A
F1
A
力的平行四边形法则是力系简化的重 要基础。平行四边形法则是力的合成法则， 也是力的分解法则。应用力的平行四边形 法则也可以将一个力分解为两个力。 需要指出的是，力沿某轴方向的分力 与力在该轴上的投影是两个不同的概念， 二者的大小不一定是相等的。力沿某轴方 向的分力是按力的平行四边形法则来进行 力的分解的，而力在某轴上的投影是按力 的投影法则来进行的。 力的平行四边形法则适用于任何物体。
（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。 如果某一力偶系作用在物体上，使物体处于平衡 状态，则这个力偶系称为平衡力偶系。 若一个力偶系对物体的作用可用另一个力偶系代 替，而不改变原力偶系对物体的作用效果，则这两 个力偶系称为等效力偶系。
3、力矩的概念 在力学中，力对某点之矩 （简称力矩）是量度该力 使物体绕该点的转动效应 的物理量。 在平面力系中，力对 于一点之矩是一个代数量， 其大小等于力的大小与该 点（称为力矩中心，简称 矩心）到力作用线的垂直 距离（称为力臂）的乘积。 平面内，力对一点之矩只 取决于力矩的大小及旋转 方向。
二、 静力学公理
公理1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，使刚体保 持平衡的必要和充分条件是：这两个力 大小相等，方向相反，且作用在同一条 直线上。 对于变形体而言，二力平衡公理只 是必要条件，但不是充分条件。
二力平衡公理揭示了作用于物体上的最 简单的力系平衡时，必须满足的条件。需要 指出的是，对刚体来说，这个条件是必要且 充分的；但对于变形体来说，这个条件仅是 必要条件，不是充分条件。比如船舶吊杆的 钢丝绳，在起吊重物时，钢丝绳受两个等值 反向的拉力可以平衡，当受到两个等值反向 的压力时，就不能平衡了。 只在两个力作用下处于平衡的构件，称 为二力构件（或二力杆）。二力构件的受力 特点是两个力必在作用点的连线上。二力构 件的概念在力学的受力分析中处于相当重要 的地位。
静力学公理
推论2 三力平衡汇交原理：刚体受三个力相互
作用处于平衡状态，若其中两个力的作用线汇 交于一点，则第三个力的作用线通过汇交点。
§1–3 静力学公理
推论(三力汇交定理)
当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线 相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。 F1 证明： A1 A A3 F3 A2 F2 F1 A F2 F
力偶对物体的作用效应，完全取决于力偶的 三要素，即力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作 用平面。因此，力偶的等效条件为：力偶的三要素 均相同。 力偶的基本性质： （1）力偶在任何坐标轴上投影的代数和均为零， 所以力偶无合力，即力偶不能用一个力来平衡，只 能用另一个力偶来平衡。也就是说，力偶不能与力 等效，只能与另一个力偶等效。 （2）力偶对物体只有单纯改变旋转运动的作用， 而无平移的作用。 （3）力偶对物体的作用效应仅仅取决于力偶的 三要素，而与力偶的作用位置无关，即力偶可在作 用平面内任意移动。对刚体而言，力偶还可以在与 力偶的作用面平行的平面间任意移动。