理论力学第一章绪论

衡
（3）二力平衡必共线，因
此， F3作用线必通过O点
并于F1、F2共面。
课程概况
课程性质：技术基础课（必修课）
注重理论分析 联系工程实际
课程关系：以高等数学、物理学为基础，为专业课打基础
新概念多，公式多，作业多
章节安排：共14章，52个小节，48个学时，48节课时间
讲完，3个学分
学习要求：1、记笔记；2、先读书，后做作业，按时交作
业；3、课前要预习，上课要带书。4、上课要集中精力，认真 听，重点记
结合本课程的特点，培养我们辩证唯物主义世 界观，树立正确的思想方法和提高分析问题与解 决问题的能力。
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理论力学的学习方法
1 如何学好理论力学
学习理论力学必须深刻地反复地理解它的基本 概念和公理或定律
要透彻理解由基本概念、公理或定律导出的定 理和结论，以及由这些定理和结论引出的基本 方法，他们是理论力学的主要内容。
3、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 ．
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§1-2 静力学公理
一、 力的平行四边形法则
复杂力系简化的基础
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。
或者说，合力矢等于两个力矢的几何和。
理论力学基于牛顿和伽利略的经典力学理论（属于古典力 学的范畴）
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理论力学
静力学
运动学
动力学
静力学主要研究物体 运动学只研究运动
受力分析的基本方法、 的纯几何特性，例
力的基本性质、物体 如轨迹、位移、速
的平衡规律。
度、加速度等。
动力wenku.baidu.com研究物体的 运动和受力之间的 关系。
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学习理论力学的目的
理论力学是工科专业（建筑、土木工程、机械、航空航 天等）的一门技术基础课。
适当考勤，作为平时成绩计入总成绩
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绪论
*理论力学的研究对象和内容 *学习目的和学习方法 *教学参考书
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理论力学的研究对象和内容
理论力学 是研究物体机械运动一般规律的一门学科 机械运动： 物体在空间的位置随时间的变化。
说明：机械运动是物质在各种运动形式中最简单的一种运动。
机械运动的特殊情况： 物体的平衡状态。 机械运动一般规律： 物体的运动和受力之间的关系。
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第一篇 静力学
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第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
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§1-1静力学基本概念：
静力学 是研究物体在力系作用下的平衡条件的学科。 主要研究力的基本性质和力系的合成规律以及力系的平衡 理论。 在静力学中所指的物体都是刚体。静力学研究对象-刚体
刚体：是指在运动中和受力作用后，其形状和大小都不发生改变， 而且，其内部任意两点间的距离保持不变的物体，是一个理想化的力 学模型。
二力构件：仅在两点受力作用而处 于平衡的构件。 二力构件所受的两力必沿此两力作 用点的连线，且等值、反向。
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三、 加减平衡力系原理
在作用于刚体上的任一力系中加入或减去一个平衡力系，并不改 变原力系对刚体的作用。
该公理是研究力系等效替换的重要依据。 只对刚体成立！
推理1 力的可传性
作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一 点，并不改变该力对刚体的作用。
几个基本概念
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，同时使物体产生变形。
运动效应（外效应）：力使物体改变运动状态的效应 变形效应（内效应）：力使物体产生变形的效应。
理论力学只研究力的运动效应。
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几个基本概念
力的三要素：大小、方向、作用点
力是矢量．单位是N或kN
平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动。 力系：是指作用于物体上的一群力。
掌握抽象化的方法，理论联系实际，要逐步培 养把具体实际问题抽象成为力学模型的能力
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上课时主动思考，跟上教学进度。尽量不缺课。 按时独立做好布置的作业，作业中的图要画清 楚，算式要写清楚。 要做大量的习题和思考题。
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2 在学习中遇到困难怎么办？
阅读相关教材和习题解答 找老师答疑 发送电子邮件 或直接打电话和老师一起商讨
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3 理论力学成绩确定
作业 20% 卷面考试 80% 卷面成绩要达到50分
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学习参考书
教材：建筑力学第一分册理论力学（第4版） ．重庆大 学 邹昭文 程光均 张祥东编．高教出版社 理论力学 Ⅰ（第七版）．哈尔滨工业大学理论力学教研 组编．高教出版社 理论力学解题指导和习题集（第3版）．王铎 程靳主 编．高教出版社
材料力学
高等数学 大学物理
理论力学
结构力学 水力学
机械原理
其他专业课程
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学习理论力学的目的
理论力学是现代工程技术的重要基础理论之一 理论力学是学习一系列后续课程的重要基础 有助于我们提高分析问题和解决问题的能力
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通过本课程的学习，要能掌握物体受力分析 的基本方法、力系的平衡条件及其应用；掌握物 体机械运动的基本规律和分析方法，初步学会利 用理论力学的理论和研究方法分析、解决一些工 程实际问题。
平面汇交（共点）力系 平面平行力系 平面力偶系 平面任意力系
空间汇交（共点）力系 空间平行力系 空间力偶系 空间任意力系
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静力学：
在静力学中我们将研究以下三个问题。
1、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．
2、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，这两个力系互为等效力系．如果某力系 与一个力等效，则此力称为该力系的合力，该力系的各力 称为此力的分力。
作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用 线．
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推理2 三力平衡汇交定理
作用于刚体上不平行的三力平衡时的必要条件是：此 三力作用线共面且汇交于同一点。
证明：三个不平行力F1、F2、F3
（1）根据力可传性将F1、 F2汇交于O，根据平行四边 形法则得合力FR12。
（2）则力F3与FR12二力平

合力(合力的大小与方向) FR F(1矢量F2和)
亦可用力三角形求得合力矢
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二、 二力平衡公理
刚体在两个力作用下保持平衡的必要和充分条件是：这两个 力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
使刚体平衡的充分必要条件
F1 F2
最简单力系的平衡条件，又称为二 力平衡条件。