简明工程力学教程(范本隽主编;江南大学力学教研室编)思维导图
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用
流体力学课程内容思维导图设计及教学应用流体力学是机械工程领域的一门重要课程，其涉及范围广泛，包括流体的运动与变形规律、流体力学的基本方程和各种流体实验等，其内容极其复杂。
为此，设计一份流体力学课程内容的思维导图，并进行相关教学应用，是一项非常重要的工作。
首先，流体力学课程的思维导图内容应该具有以下几个方面。
一、流体的运动与变形规律。
这是流体力学课程的基础，其内容包括流体的静力学、动力学、连续性方程、动量方程和能量方程等。
在设计思维导图时，可以按照这些内容逐一展开。
二、流体力学的基本方程。
流体力学的基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
在思维导图中，应该将这些方程的定义、推导、应用等方面进行详细的说明。
三、各种流体实验。
流体力学实验是理论研究的基础，包括模型试验、水力模型试验、风洞模型试验、流速计检测实验和流体力学数值模拟等。
在思维导图中，应该将这些实验的相关内容独立开来，便于学生查阅。
四、流体力学的应用。
流体力学是研究流体流动规律的学科，其应用十分广泛，包括船舶设计、天然气输送、水电站设计、化工过程和航空航天等。
在思维导图中，应该将这些应用的相关内容总结在一起，让学生了解流体力学在各领域的应用。
一、引导学生笔记。
在讲授流体力学课程时，可以在课件中加入思维导图，引导学生进行笔记。
这样一来，学生就能够快速将课程重点进行总结，同时在之后的学习过程中，更方便地查阅相关知识点。
二、帮助学生梳理思路。
学生学习流体力学往往会感到难度较大，需要进行大量的思考和理解。
此时，流体力学课程的思维导图就可以作为学生的参考材料，帮助学生梳理思路，快速掌握重点内容。
三、推进课程深度。
在授课过程中，流体力学课程的思维导图可以作为补充材料，为学生提供更加丰富和深入的知识。
这样一来，学生对于流体力学的认识会更加深入和全面，为将来的职业生涯打下坚实基础。
综上所述，设计一份流体力学课程内容的思维导图，并进行相关教学应用，是一项非常艰巨的任务。
工程力学第四章PPT课件
力的平衡
总结词
力的平衡条件与平衡状态
详细描述
力的平衡是指物体在受到力的作用时，处于静止或匀速直线 运动的状态。平衡状态下的物体所受的合力为零，即合力矩 为零。在工程实践中，通过合理布置支撑、加强结构等措施 ，可以保证物体的平衡状态。
力的合成与分解
总结词
力的合成法则与力的分解法则
VS
详细描述
力的合成是指两个或多个力共同作用在物 体上，可以用一个等效的力来代替它们。 力的合成遵循平行四边形法则或三角形法 则。力的分解则是将一个力分解为两个或 多个等效的分力。力的合成与分解在解决 工程实际问题中具有重要意义。
案例三：建筑结构的抗震设计
总结词
抗震设计是确保建筑物在地震中保持稳定的关键因素 ，通过合理的抗震设计，可以减少建筑物在地震中的 损坏和人员伤亡。
详细描述
建筑结构的抗震设计主要考虑建筑物在地震作用下的动 态响应和稳定性。通过建立建筑物的动力学模型，可以 模拟建筑物在不同等级地震下的变形、应力和破坏情况 。这有助于工程师优化建筑物的结构设计、地基处理和 材料选择，提高建筑物的抗震性能和安全性。同时，抗 震设计还需要考虑建筑物的使用功能和成本效益等因素 ，以满足实际需求。
静力学还涉及到工程中的许多问题， 如物体的稳定性、压杆的稳定性等， 这些问题都需要通过静力学分析来解 决。
静力学在桥梁、建筑、机械等领域都 有广泛应用，例如建筑设计时需要计 算建筑结构的受力情况，以确保结构 的稳定性。
动力学应用
动力学主要研究物体运动状态的变化规律，包括运动物体的速度、加速度、力等物理量的分 析。
材料力学在土木工程、机械、航空航天等领域有广泛应用，例如桥梁和 建筑结构需要承受各种载荷的作用，机械零件也需要承受各种应力和应
工程力学ppt课件
工程力学在土木工程中的应用
要点一
结构设计
土木工程中的结构设计需要应用工程 力学原理和方法，对建筑结构进行受 力分析、变形计算和稳定性评估。这 有助于确保土木工程结构的安全性和 稳定性。
要点二
土力学与地基工程
工程力学中的土力学理论和方法为地 基工程提供了支持。通过应用土力学 原理，土木工程师可以更好地理解和 评估地基的承载能力和稳定性，从而 优化地基设计。
工程力学的应用领域
建筑工程
建筑工程中的结构分析、抗震设计和施工过 程中的力学问题等。
航空工程
航空器的空气动力学分析、结构分析和优化 设计等。
机械工程
机械零件的强度、刚度和稳定性分析，以及 机械系统的动力学问题等。
水利工程
水坝、水闸和船闸等水利设施的设计、施工 和运行中的力学问题等。
工程力学的研究对象和方法
工程力学ppt课件
目录
• 工程力学简介 • 静力学基础 • 材料力学 • 动力学基础 • 工程力学在工程实践中的应用 • 工程力学的未来发展趋势和挑战
01
工程力学简介
什么是工程力学
工程力学是研究工程中物质和运动规 律的一门科学，涉及到物体的受力、 变形和运动等方面的知识。
工程力学结合了物理学和数学等多个 学科的知识，为各种工程实践提供基 础理论和解决方法。
载荷分析与校核
载荷分析是机械设计中的重要环节，通过工程力学的方法，设计师可以精确地预测和评估 机器在各种工况下的载荷情况，从而进行零部件的强度校核和优化设计。
摩擦与磨损研究
工程力学也涉及到摩擦与磨损的研究。这为机械设计师提供了关于摩擦、磨损和润滑的机 理和方法，有助于减少机器的摩擦和磨损，提高机器的效率和寿命。
工程力学辅导总目与知识框图
工程力学学习方法
• 工程力学系统性较强，各部分内容之间联系紧密，学习中：
• 要循序渐进，要认真理解基本概念、基本理论和基本方法。
• 要注意所学概念的来源、含义、力学意义及其应用； • 要注意有关公式的根据、适用条件； • 要注意分析问题的思路，解决问题的方法。 • 在学习中，一定要认真研究，独立完成一定数量的思考题和 习题，以巩固和加深对所学概念、理论、公式的理解、记忆 和应用。
工程力学一般包括静力学、材料力学和运动力学三部分。 本考试涉及: 静力学主要研究力系的简化及物体的平衡规律。 材料力学主要研究构件在外力作用下的强度、刚度 和稳定性的基本理论和计算方法。
1.研究力系的简化和平衡；〈此时将物体视为刚体〉 2.研究杆件的承载能力—强度、刚度和稳定性问题
荷载的分类
工程力学中，作用在物体上的力一般分为两种： （1）使物体运动或有运动趋势的主动力，如重力、风压力； （2）阻碍物体运动的约束力。
宁波市建工城建专业一级水平考试
《工程力学》考试辅导
考试目的： 通过本科目考试，检验考核考生对《工程力学》的基本概念、 理论与计算方法的了解、熟悉、掌握的程度。以及运用这些 知识解决实际问题的能力。 工程力学是一门理论性较强的专业基础课。 工程力学所包含理论力学、材料力学两门学科。
《工程力学》
第一章：绪论 第二章：静力：杆的内力及内力图
第二章：静力学基础及物体的受力分析
学习要求
了解：静力学的基本概念（平衡、力、刚体、约束）。
熟悉：静力学公理；约束与约束反力。
掌握：物体的受力分析和受力图。
第三章：平面力系的合成与平衡
学习要求
了解：平面力系的基本概念。
熟悉：平面汇交力系的合成与平衡；
初中力学知识思维导图
大小方向作用点摩擦力弹力定义定义大小大小方向方向定义定义大小大小方向方向定义定义大小大小方向方向重力质量定义定义大小大小单位单位测量测量天平使用天平使用密度水密度改变物体的运动状态改变物体的形状压强液体压强大气压强定义定义大小大小单位单位流体压强特点公式托里拆利实验机翼的升力运动状态长度测量速度定义公式匀速直线运动平均速度力和运动牛顿第一定律惯性二力平衔功功定义公式单位功率定义公式单位能量定义定义大小大小种类种类动能动能势能势能重力弹性转化简单机械杠杆滑轮斜面机械效率力臂平衡条件定滑轮动油轮滑轮组轮轴有用功总功与质量成正比与质量成正比力效果的显现力效果的显现压力效果和力的关系和力的关系做功能力做功能力做功快慢做做功方法法初中力学知识导图
工程力学第二章
FR=
FR2x
+
2
FRy
表示合力与x轴所夹的锐角 tan = FRy / FRx
象限：由 FRx 、FRy 的 正、负 定 。
20
y
（3）
平 面 汇 交 力 系 的 合 成 与 平 衡
FR
x
FRx 0、FRy 0 y
x
FR
FRx 0、FRy 0
y FR
x FRx 0、FRy 0
y
x
FR
FRx 0、FRy 0
21
（3）
平 面 汇 交 力 系 的 合 成 与 平 衡
四、平面汇交力系的平衡方程：
Fx = 0 Fy = 0
22
（3） 平面汇交力系的合成与平衡两种方法应用
平
面
汇
交
1. 汇交力系的合成与平衡的几何法
力
系
的
2. 汇交力系的合成与平衡的解析法
合
成
( Fx 为代数量 )
11
力在轴上的投影：
（3）
a. F n Fn ab
平
面
B
汇
F
交 力
A
F
A
B
系
的
n
n
合 成 与 平
a
b
F n Fn ab
b
a
F n Fn ab
衡
正负号的规定：
若 a到b的指向与n轴正向一致，取正号； 若 a到b的指向与n轴正向相反，取负号。
= ( Fxi ) i +( Fyi ) j +( Fzi ) k
工程力学ppt课件01(第一部分：第1-4章)
材料力学的性能分析
01
材料力学性能分析包括对材料的弹性、塑性、脆性、韧性 等性能的评估。
02
弹性是指材料在外力作用下发生形变，外力消失后能恢复 原状的能力；塑性是指材料在外力作用下发生形变，外力 消失后不能恢复原状但也不立即断裂的能力；脆性和韧性 则是描述材料在受力过程中易碎和抗冲击能力的性能。
03
力的分类
根据力的作用效果，可将力分为拉力、 压力、支持力、阻力、推力等。
静力学的基本原理
二力平衡原理
力的平行四边形法则
作用与反作用定律
三力平衡定理
作用在刚体上的两个力等大反 向，且作用在同一直线上，则 刚体处于平衡状态。
作用于物体上同一点的两个力 和它们的合力构成一个平行四 边形，合力方向沿两个力夹角 的角平分线，因为两个分力大 小不变，所以合力的大小也是 一定的。
材料力学性能分析对于工程设计和安全评估具有重要意义 ，是确定材料能否承受预期载荷并保持稳定性的关键依据 。
材料力学的应用实例
材料力学在建筑、机械、航空航 天、汽车、船舶等领域有广泛应 用。
例如，建筑结构中的梁和柱的设 计需要考虑到材料的应力分布和 承载能力；机械零件的强度和刚 度分析对于其正常运转和疲劳寿 命预测至关重要；航空航天领域 中，材料力学则涉及到飞行器的 轻量化设计以及确保飞行安全的 关键因素。
动力学的基本原理
牛顿第一定律
物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
物体受到的合外力等于其质量与加速度的乘积，即F=ma。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
动力学的基本方法
动力学方程的建立
01
根据牛顿第二定律，建立物体运动过程中受到的合外力与加速
简单工程力学原理PPT课件
3. 力的三要素：大小，方向，作用点（矢量）
F
A
4.力的单位： 国际单位制：牛顿(N)
千牛顿(kN)
5.力
分布力 连续作用于物体表面的力。
方 式
表面力
集中力 若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可
作为作用于一点的集中力。
按 时
静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值，以后保持不变，
成的平行四边形的对角线来表示。
FR
FR
FR F1 F2
力的三角形法则
1.两个共点力的合成
FR
cos(180 ) cos
FR
力的平行四边形法则
力的三角形法则
由余弦定理： FR F12 F22 2F1F2 cos
合力方向可应用正弦定理确定：
F1
sin
FR sin(180o
)
11
2. 任意个共点力的合成
FAy FBC sin P Q 0 FAy P Q FBC sin 2.1kN
42
[例] 已知：Q=7.5kN, P=1.2kN , l=2.5m , a=2m , =30o ,
求：BC杆拉力和铰A处的支座反力？
❖ （3）列平衡方程，求未知量。
FAy
FBC
A
M A(Fi ) 0
G FN2
F G
约束力 特 点：
①大小常常是未知的；
FN1
②方向总是与约束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。
约束类型 1. 柔索：由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束 柔锁类只能受拉， 约束反力作用在接触点， 方向沿绳索背离物体。
F
F A2
1
2 光滑接触面约束
课-程：-(填中、英文名称)
课程简介课程：建筑制图[Architectural Drawing]编号：学时：32学分：2内容提要：本课程的主要内容有制图基本知识，投影基本知识，点、直线、平面的投影，轴测投影，组合体视图，工程图样的表达方法，建筑形体的透视，正投影图中的的阴影和透视阴影等。
使用教材：《建筑制图》胡志华编苏州大学出版社2002年适用专业：城市规划、建筑学、艺术设计[室内]、园林先修课程：无课程：工程制图基础B[Basic of Engineering Drawing]编号：学时：32学分：2内容提要：本课程的主要内容有制图基本知识和基本技能，投影的基本知识，空间几何元素的投影及其相对位置，立体的投影及其表面的交线，轴测投影图，组合体视图，机件表达方法，标准件及常用件的画法，零件图及装配图的基本读图与绘图方法。
使用教材：《机械制图》周蔼明编同济大学出版社2003年第三版适用专业：电子信息工程、电子信息科学与技术先修课程：无课程：画法几何及土建制图(一)[Descriptive Geometry And Civil Engineering Drawing(1)]编号：学时：48学分：3内容提要：本课程的主要内容有投影的基本知识，空间几何元素的投影，立体的投影及其表面的交线，轴测投影图的画法，组合体视图，建筑形体表达方法。
使用教材：《画法几何及土木工程制图》王书文编苏州大学出版社2008年第一版适用专业：土木工程先修课程：无课程：画法几何及土建制图(二) [Descriptive Geometry And Civil Engineering Drawing(2)]编号：学时：32学分：2内容提要：制图基本知识与技能，组合体绘图，房屋建筑施工图、结构施工图、给水排水施工图的读图与绘图。
使用教材：《画法几何及土木工程制图》王书文编苏州大学出版社2008年第一版适用专业：土木工程先修课程：画法几何及土建制图（一）课程：土建制图基础[Basic of Civil Engineering Drawing]编号：学时：48学分：3内容提要：本课程的主要内容有投影的基本知识，空间几何元素的投影，立体的投影及其表面的交线，轴测投影图的画法，制图基本知识与技能，组合体视图，建筑形体表达方法，房屋建筑施工图、结构施工图的读图与绘图。
工程力学 第五章
M M (x)
M M(x)
函数在直角坐标系下的曲线，即为剪力 图和弯矩图。举例如下：
§5.2. 剪力图和弯矩图的绘制 例题5.2-1
q
悬臂梁受均布载荷作用。
x
l
q
M x
x
试写出剪力和弯矩方程，并 画出剪力图和弯矩图。
解：任选一截面x ，写出
剪力和弯矩 方程
FS
FS x
ql FS x＝qx
+
剪力为正；反之为负。
FBy
_
截面上的弯矩
使得梁呈凹形为正； 反之为负。
左上右下为正；反之为负
+
_
左顺右逆为正；反之为负
剪力图和弯矩图
剪力、弯矩方程法
若以横坐标 x 表示横截面在梁轴线上的位 置，则各横截面上的剪力和弯矩可以表示为
x 的函数，即：
FQ FQ(x) 或写成： FS FS(x)
剪力图和弯矩图 刚架的内力图
内 剪力图和弯矩图画法
力 根据平衡，可以确定控制面上
图 FQ、M 数值,确定函数变化区间；
FQ
、
根据剪力、弯矩、分布载荷之间的 平衡微分方程总结出规律可以确定
M 图
FQ、M 的变化图形。
利用载荷集度、剪力和弯矩间的关系画图
载荷集度、剪力和弯矩关系：
3
F4
出图示杆件的轴力图。 解：1、计算各段的轴力。
FN1
FN2 F2
FN3
10
10
AB段 Fx 0
FN1 F1 10kN
BC段
Fx 0 FN 2 F2 F1
F4
25 CD段
工程力学第1章静力学基本概念与物体的受力图(共71张精选PPT)
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
1.2.1 力矩
1.2 力 矩 与 力 偶
人们从生产实践活动中得知，力不仅能够使物体沿某方向移动， 还能够使物体绕某点产生转动。例如人用扳手拧紧螺母时， 施于 扳手的力F使扳手与螺母一起绕转动中心O转动，由经验可知，转 动效应的大小不仅与F的大小和方向有关， 而且与转动中心点O到F 作用线的垂直距离有关，因此，在F作用线和转动中心点O所在的同一平面 内(如图1.8所示)我们将点O称为矩心，点O到F作用线的垂直距离d称为 力臂，力使物体绕转动中心的转动效应，就用力F的大小与力臂d的乘积 并冠以适当的正负号来度量, 该量称为力对O点之矩，简称力矩，记作
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
F1
A
Байду номын сангаасF1
FR
F3
CO
F2
B
F2
图 1.7
第1章 静力学基本概念与物体的受力图
性质四
两物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反， 沿 同一条直线，分别作用在这两个物体上。
此定律概括了自然界中物体间相互作用关系，表明一切力总是成 对出现的，揭示了力的存在形式和力在物体间的传递方式。
性质二
在作用于刚体的任意力系上，加上或者减去一个平衡力系， 都不会 改变原力系对刚体的作用效果。由此可得如下推论:
推论1
刚体上的力可沿其作用线移到该刚体上的任意位置，并不改变该力对该 刚体的作用效应。
如图1.5所示，作用于小车A点的推力F沿其作用线移到B点， 得拉力F′，虽然推力变为拉力，但对小车的作用效应是相同的。 由此
工程力学(图解版)
53
d 光滑球铰链
FAz A
A
FAy
FAx
(a)
11/7/2016 4:35:03 PM
(b)
54
e 固定端
空间：
平面：
11/7/2016 4:35:03 PM
55
§1.4 物体的受力分析及受力图
一、物体受力分析的过程
确定研究对象 取分离体 G 分析受力 N 画受力图
11/7/2016 4:35:03 PM 56
外力——周围其它物体对构件的作用，按作用方式
体积力 (Ｎ/m3) 外 力 表面力 集中力 (Ｎ )
11/7/2016 4:35:02 PM 25
面分布力 (Ｎ/m2)
分布力 线分布力 (Ｎ/m)
力的作用效应：
在力 的作 用下
物体发生运动状态的改变 ---力的外效应(运动效应)
物体发生形状或尺寸的改变 ---力的内效应（变形效应）
(1) 强度失效
强度：抵抗破坏的能力。
11/7/2016 4:35:02 PM
29
(2) 刚度失效
刚度：抵抗变形的能力。
11/7/2016 4:35:02 PM 30
(3) 稳定性失效
稳定性：保持原有变形（平衡）形式的能力。
11/7/2016 4:35:02 PM 31
工程设计的主要任务之一就是：保 证构件在确定的外力作用下能够正常工 作，而不失效。
A
11/7/2016 4:35:03 PM
61
例3、 画出图示结构中各构件的受力图(不计自重)。 E P1 E P2 C NCE NEC
P1 E NEC P2 NDE
YD SAC
NEC
NDE
工程力学第2版课件课件
梁的简化计算
在工程实际中，梁的简化计算是根据梁的实 际受力情况，将其简化为简支梁、悬臂梁、 外伸梁等模型，以便进行力学分析和计算。
梁的弯曲内力与内力图
弯曲内力的概念
弯曲内力是指梁在弯曲变形过程中，由于受到外力作用 而产生的内部应力。
内力图的绘制
内力图是表示梁上各截面处内力的图形，通过内力图可 以直观地了解梁的受力情况，并对其进行强度和刚度分 析。
03
平面力系
平面力系的合成与平衡
平面力系的概念
在平面内，力系由若干个平行于平面的力组 成，这些力作用于物体上，使物体在平面内 运动。
平面力系的合成
根据平行四边形法则，将两个或多个力合成一个合 力。
平面力系的平衡
当一个力系中的所有力在作用点上相互抵消 ，使得物体处于静止或匀速直线运动状态时 ，该力系称为平衡力系。
工程力学第2版课件
目录
• 绪论 • 静力学基础 • 平面力系 • 空间力系 • 材料力学基础
目录
• 拉伸与压缩 • 剪切与挤压 • 圆轴的扭转 • 弯曲变形
01
绪论
工程力学的研究对象
工程力学定义
工程力学是一门研究工程结构与机械 运动规律的科学，主要包括静力学和 动力学两个部分。
研究对象
工程力学主要研究对象是工程中的各 种结构、机械和设备，以及它们在各 种外力作用下的运动规律和稳定性。
平面力系的平衡问题分类
根据物体的形状和受力情况，可以将平面力系的 平衡问题分为刚体平衡和弹性平衡两类。
3
平面力系的平衡问题求解方法
通过力的合成与分解、建立平衡方程、求解未知 数等方法，可以求解平面力系的平衡问题。
04
空间力系
力在空间直角坐标轴上的投影