理论力学(Theoretical Mechanics)上海理工大学力学教研室
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等效替换－－两个作用效果相同的力系间的相互 替换。 简化－－用简单的力系替换复杂的力系。 2. 作用在刚体上的力系的平衡条件 平衡条件－－物体处于平衡时，作用力系应满足的 条件。
3. 物体的受力分析
p.6
理论力学
理论力学
静力学的基本概念和公理
(Basic Concepts and Axioms of Statics)
理论力学
(3) 几种常见约束的约束力
(d) 光滑圆柱铰链
Ry
作用线：通过铰链中心
方向：待定（可用两个分力表示） (e) 固定铰支座
Y X XA
Rx
R
A YA
B
YB
B YB XB
(f) 圆柱轴承（滚珠轴承）
A
(g) 止推轴承
NA
p.13
理论力学
理论力学
二、静力学的公理
1. 平行四边形公理(Parallelogram Axiom) 作用在物体的同一点上的两个力的合力仍作用 在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行 四边形的对角线表示。
理论力学
理论力学
理 论 力 学
(Theoretical Mechanics)
上海理工大学 力学教研室
p.1
理论力学
理论力学
理论力学的研究对象
(Subject of Theoretical Mechanics)
理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学。 机械运动－－物体在空间内几何位置的改变。
一般规律－－物体的运动与作用力之间的关系。
T
YC
XC
A
P
p.18
理论力学
理论力学
本章主要内容
一、理论力学的研究对象、学习目的和研究方法 二、静力学的基本概念 三、静力学的公理 四、受力分析和受力图
F’
F
p.17
理论力学
理论力学
三、物体的受力分析和受力图
(Force Analysis and Force Diagram)
解决力学问题，首先必须明确研究对象（取分 离体），然后进行受力分析（画出受力图），最 后利用平衡条件列出方程求解。
SD D C D B B SB XA YA C XA A xC’ YC’ B SB’ A YA T C C SD D P B
(3) 几种常见约束的约束力 (a) 柔性体（绳索、皮带、链条）
T1’ T1
T
T2’ T2
作用线：沿柔性体 方向：离开非自由体（拉力）
p.11
理论力学
理论力学
(3) 几种常见约束的约束力 (b) 光滑面
R N
作用线：沿约束面的公法线
方向：指向非自由体（压力）
(c) 滚轴支承
N
N
N
p.12
理论力学百度文库
R F2 F1 R
R F1 F 2
R
2
F1 sin
2
F 1 F 2 2 F 1 F 2 cos
F2 sin 1 R sin( 180
2
2
1 F1
F2
)
p.14
理论力学
理论力学
2. 二力平衡公理(Equilibrium of Two Forces) 作用在同一刚体上两力平衡的必要和充分条件 是：两力等值、反向、共线。
2. 力(Force) 力是物体间相互的机械作用。（受力体、施力体）
(1) 力的作用效应： 外效应－－机械运动发生变化 内效应－－物体发生变形 (2) 力的三要素：作用点、大小、方向
(3) 力的分类：
F
集中力与分布力 内力与外力
主动力与约束力
p.9
理论力学
理论力学
一、静力学的模型（基本概念）
3. 约束和约束力(Constraints)
1. 为学习后续课程（材料力学、流体力学、机械设计 等）打基础。
2. 为解决工程技术中有关的力学问题打基础。
3. 为学习和掌握科学研究的方法打基础。
p.3
理论力学
理论力学
理论力学的研究方法
(Research Way of Theoretical Mechanics)
生活实践 生产实践 科学实验
B FB
F A FB
A FA
二力构件
p.15
理论力学
理论力学
3. 加减平衡力系公理
(Adding & Subtracting Equilibrium Forces System)
若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何 平衡力系，则对刚体的作用效应并不改变。
＝
推论1. 力的可传性原理：作用于刚体上的力可沿其作用线 移到刚体内的任一点，而不改变对刚体的作用。
推论2. 三力平衡汇交定理：刚体在三个互不平行力作用下 平衡的必要条件是三力共面，且其作用线汇交一 点。
p.16
理论力学
理论力学
4. 作用与反作用公理(Action and Reaction) 两物体间的相互作用力总是同 时存在，且其大小相等、方向 相反、沿同一直线，但作用在 两个不同的物体上。 5. 刚化公理(Rigidization) 变形体在已知力系作用下处于平衡，若将之变 成刚体（刚化），则其平衡状态并不改变。
(1) 约束－－对非自由体运动的限制条件（周围物体）。
(2) 约束力－－约束对物体的作用力。是被动力（待求的未知 力）。 其作用线或方向：可由约束对物体运动的限制情况 而定，与所限制的运动方向相反。 其大小：与主动力的大小有关，用平衡条件求得。
p.10
理论力学
理论力学
3. 约束和约束力(Constraints)
理论力学是力学学科的入门科学之一，也是分析工 程技术中力学问题的重要理论基础。 内容：静力学、运动学、动力学。
p.2
理论力学
理论力学
学习理论力学的目的
(Purpose of Studying Theoretical Mechanics)
理论力学是高等工科院校的机械、土建、动力类 专业的一门重要的技术基础课，是物理课程的力 学部分内容的进一步深入。
归纳总结 抽象化
概念 公理 定律
数学演绎 和推导
定理 结论 方程
实际 应用
实践 检验
实
践
理
论
再实践
学习要求十八字诀： 掌握基本理论、理论联系实际、系统掌握理论
p.4
理论力学
理论力学
静 力 学
(Statics)
p.5
理论力学
理论力学
静力学－－研究刚体上的作用力。 静力学研究的三大问题：
1. 作用在刚体上的力系的等效替换或简化
p.7
理论力学
理论力学
一、静力学的模型（基本概念）
1. 刚体(Rigid Body)
物体内任意两点始终保持不变的距离或形状和尺寸始终
保持不变的物体。
实际的物体都是变形体，有：固体、流体（液体和气体）
物体系统:
构形不变的物体系——结构 构形可变的物体系——机构
p.8
理论力学
理论力学
一、静力学的模型（基本概念）
3. 物体的受力分析
p.6
理论力学
理论力学
静力学的基本概念和公理
(Basic Concepts and Axioms of Statics)
理论力学
(3) 几种常见约束的约束力
(d) 光滑圆柱铰链
Ry
作用线：通过铰链中心
方向：待定（可用两个分力表示） (e) 固定铰支座
Y X XA
Rx
R
A YA
B
YB
B YB XB
(f) 圆柱轴承（滚珠轴承）
A
(g) 止推轴承
NA
p.13
理论力学
理论力学
二、静力学的公理
1. 平行四边形公理(Parallelogram Axiom) 作用在物体的同一点上的两个力的合力仍作用 在该点上，其大小和方向由两个力组成的平行 四边形的对角线表示。
理论力学
理论力学
理 论 力 学
(Theoretical Mechanics)
上海理工大学 力学教研室
p.1
理论力学
理论力学
理论力学的研究对象
(Subject of Theoretical Mechanics)
理论力学是研究物体机械运动的一般规律的科学。 机械运动－－物体在空间内几何位置的改变。
一般规律－－物体的运动与作用力之间的关系。
T
YC
XC
A
P
p.18
理论力学
理论力学
本章主要内容
一、理论力学的研究对象、学习目的和研究方法 二、静力学的基本概念 三、静力学的公理 四、受力分析和受力图
F’
F
p.17
理论力学
理论力学
三、物体的受力分析和受力图
(Force Analysis and Force Diagram)
解决力学问题，首先必须明确研究对象（取分 离体），然后进行受力分析（画出受力图），最 后利用平衡条件列出方程求解。
SD D C D B B SB XA YA C XA A xC’ YC’ B SB’ A YA T C C SD D P B
(3) 几种常见约束的约束力 (a) 柔性体（绳索、皮带、链条）
T1’ T1
T
T2’ T2
作用线：沿柔性体 方向：离开非自由体（拉力）
p.11
理论力学
理论力学
(3) 几种常见约束的约束力 (b) 光滑面
R N
作用线：沿约束面的公法线
方向：指向非自由体（压力）
(c) 滚轴支承
N
N
N
p.12
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R F2 F1 R
R F1 F 2
R
2
F1 sin
2
F 1 F 2 2 F 1 F 2 cos
F2 sin 1 R sin( 180
2
2
1 F1
F2
)
p.14
理论力学
理论力学
2. 二力平衡公理(Equilibrium of Two Forces) 作用在同一刚体上两力平衡的必要和充分条件 是：两力等值、反向、共线。
2. 力(Force) 力是物体间相互的机械作用。（受力体、施力体）
(1) 力的作用效应： 外效应－－机械运动发生变化 内效应－－物体发生变形 (2) 力的三要素：作用点、大小、方向
(3) 力的分类：
F
集中力与分布力 内力与外力
主动力与约束力
p.9
理论力学
理论力学
一、静力学的模型（基本概念）
3. 约束和约束力(Constraints)
1. 为学习后续课程（材料力学、流体力学、机械设计 等）打基础。
2. 为解决工程技术中有关的力学问题打基础。
3. 为学习和掌握科学研究的方法打基础。
p.3
理论力学
理论力学
理论力学的研究方法
(Research Way of Theoretical Mechanics)
生活实践 生产实践 科学实验
B FB
F A FB
A FA
二力构件
p.15
理论力学
理论力学
3. 加减平衡力系公理
(Adding & Subtracting Equilibrium Forces System)
若在作用于刚体上的已知力系上添加或减去任何 平衡力系，则对刚体的作用效应并不改变。
＝
推论1. 力的可传性原理：作用于刚体上的力可沿其作用线 移到刚体内的任一点，而不改变对刚体的作用。
推论2. 三力平衡汇交定理：刚体在三个互不平行力作用下 平衡的必要条件是三力共面，且其作用线汇交一 点。
p.16
理论力学
理论力学
4. 作用与反作用公理(Action and Reaction) 两物体间的相互作用力总是同 时存在，且其大小相等、方向 相反、沿同一直线，但作用在 两个不同的物体上。 5. 刚化公理(Rigidization) 变形体在已知力系作用下处于平衡，若将之变 成刚体（刚化），则其平衡状态并不改变。
(1) 约束－－对非自由体运动的限制条件（周围物体）。
(2) 约束力－－约束对物体的作用力。是被动力（待求的未知 力）。 其作用线或方向：可由约束对物体运动的限制情况 而定，与所限制的运动方向相反。 其大小：与主动力的大小有关，用平衡条件求得。
p.10
理论力学
理论力学
3. 约束和约束力(Constraints)
理论力学是力学学科的入门科学之一，也是分析工 程技术中力学问题的重要理论基础。 内容：静力学、运动学、动力学。
p.2
理论力学
理论力学
学习理论力学的目的
(Purpose of Studying Theoretical Mechanics)
理论力学是高等工科院校的机械、土建、动力类 专业的一门重要的技术基础课，是物理课程的力 学部分内容的进一步深入。
归纳总结 抽象化
概念 公理 定律
数学演绎 和推导
定理 结论 方程
实际 应用
实践 检验
实
践
理
论
再实践
学习要求十八字诀： 掌握基本理论、理论联系实际、系统掌握理论
p.4
理论力学
理论力学
静 力 学
(Statics)
p.5
理论力学
理论力学
静力学－－研究刚体上的作用力。 静力学研究的三大问题：
1. 作用在刚体上的力系的等效替换或简化
p.7
理论力学
理论力学
一、静力学的模型（基本概念）
1. 刚体(Rigid Body)
物体内任意两点始终保持不变的距离或形状和尺寸始终
保持不变的物体。
实际的物体都是变形体，有：固体、流体（液体和气体）
物体系统:
构形不变的物体系——结构 构形可变的物体系——机构
p.8
理论力学
理论力学
一、静力学的模型（基本概念）