理论力学部分
理论力学知识点总结(15篇)
理论力学知识点总结第1篇xxx体惯性力系的简化：在任意瞬时，xxx体惯性力系向其质心简化为一合力，方向与质心加速度(也就是刚体的加速度)的方向相反，大小等于刚体的质量与加速度的乘积，即。
平面运动刚体惯性力系的简化：如果刚体具有质量对称面，并且刚体在质量对称面所在的平面内运动，则刚体惯性力系向质心简化为一个力和一个力偶，这个力的作用线通过该刚体质心，大小等于刚体的质量与质心加速度的乘积，方向与质心加速度相反；这个力偶的力偶矩等于刚体对通过质心且垂直于质量对称面的轴的转动惯量与刚体角加速度的乘积，其转向与角加速度的转向相反。
即（10－3）定轴转动刚体惯性力系的简化：如果刚体具有质量对称面，并且转轴垂直于质量对称面，则刚体惯性力系向转轴与质量对称面的交点O简化为一个力和一个力偶，这个力通过O点，大小等于刚体的质量与质心加速度的乘积，方向与质心加速度的方向相反；这个力偶的力偶矩等于刚体对转轴的转动惯量与角加速度的乘积，其转向与角加速度的转向相反。
即（10－4）理论力学知识点总结第2篇定点运动刚体的动量矩。
定点运动刚体对固定点O的动量矩定义为：（12－6）其中：分别为刚体上的质量微团的矢径和速度，为刚体的角速度。
当随体参考系的三个轴为惯量主轴时，上式可表示成（12－7）（2）定点刚体的欧拉动力学方程。
应用动量矩定理可得到定点运动刚体的欧拉动力学方程（12－8）（3）陀螺近似理论。
绕质量对称轴高速旋转的定点运动刚体成为陀螺。
若陀螺绕的自旋角速度为，进动角速度为，为陀螺对质量对称轴的转动惯量，则陀螺的动力学方程为（12－9）其中是作用在陀螺上的力对O点之矩的矢量和。
理论力学知识点总结第3篇牛顿第二定律建立了在惯性参考系中，质点加速度与作用力之间的关系，即：其中：分别表示质点的质量、质点在惯性参考系中的加速度和作用在质点上的力。
将上式在直角坐标轴上投影可得到直角坐标形式的质点运动微分方程（6－2）如果已知质点的运动轨迹，则利用牛顿第二定律可得到自然坐标形式的质点运动微分方程（6－3）对于自由质点，应用质点运动微分方程通常可研究动力学的两类问题。
理论力学概述
理论力学理论力学（theoretical mechanics）是研究物体机械运动的基本规律的学科。
是力学的一个分支。
它是一般力学各分支学科的基础。
理论力学通常分为三个部分: 静力学、运动学与动力学。
静力学研究作用于物体上的力系的简化理论及力系平衡条件；运动学只从几何角度研究物体机械运动特性而不涉及物体的受力；动力学则研究物体机械运动与受力的关系。
动力学是理论力学的核心内容。
理论力学的研究方法是从一些由经验或实验归纳出的反映客观规律的基本公理或定律出发, 经过数学演绎得出物体机械运动在一般情况下的规律及具体问题中的特征。
理论力学中的物体主要指质点、刚体及刚体系, 当物体的变形不能忽略时, 则成为变形体力学（如材料力学、弹性力学等）的讨论对象。
静力学与动力学是工程力学的主要部分。
理论力学建立科学抽象的力学模型（如质点、刚体等）。
静力学和动力学都联系运动的物理原因——力, 合称为动理学。
有些文献把kinetics和dynamics看成同义词而混用, 两者都可译为动力学, 或把其中之一译为运动力学。
此外, 把运动学和动力学合并起来, 将理论力学分成静力学和动力学两部分。
理论力学依据一些基本概念和反映理想物体运动基本规律的公理、定律作为研究的出发点。
例如, 静力学可由五条静力学公理演绎而成；动力学是以牛顿运动定律、万有引力定律为研究基础的。
理论力学的另一特点是广泛采用数学工具, 进行数学演绎, 从而导出各种以数学形式表达的普遍定理和结论。
总述理论力学是大部分工程技术科学的基础, 也称经典力学。
其理论基础是牛顿运动定律。
20世纪初建立起来的量子力学和相对论, 表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况, 也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况。
对于速度远小于光速的宏观物体的运动, 包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动, 都可以用经典力学进行分析。
理论力学从变分法出发, 最早由拉格朗日《分析力学》作为开端, 引出拉格朗日力学体系、哈密顿力学体系、哈密顿-雅克比理论等, 是理论物理学的基础学科。
北航理论力学部分课件
§1-3 平衡问题的解法
•自由体 free body ：可以在空间任意运动的物体
•非自由体 constrained body ：运动受到某些限制的物体
13.10.2023
1
理论力学
非自由体实例
13.10.2023
2
理论力学
§1-3 平衡问题的解法
一、约束与约束力
•约 束 constraint ：限制物体运动的条件, •约束体 constraint body ：约束非自由体运动的物体,
§1-3 平衡问题的解法
思考题： • 机器人的哪些关节 是柱链接铰 •人手的哪些关节可 简化成柱链接铰
13.10.2023
23
理论力学
§1-3 平衡问题的解法
米开朗基罗： 石头本身就赋予雕像以生命,我只是把多余的部分敲掉了
哀 悼 基 督 （ 米 开 朗 基 罗
人 体 关 节 的 简 化 模 型
）
科学研究： 客观规律存在于自然界中,在研究问题的过程中,我们要抓住
9
理论力学
§1-3 平衡问题的解法
北京南站顶棚拱架支座
13.10.2023
10
理论力学
2、连接铰链
§1-3 平衡问题的解法
B
注意：作用力与反作用力的关系
13.10.2023
F By F Bx
B
F
' By
B
F
' Bx
11
理论力学
§1-3 平衡问题的解法
13.10.2023
12
理论力学
3、活动铰链支座
例：结构如图所示,不计构件自重,画出AB杆的受力图,
AC
B
理论力学(谢传峰)_部分习题答案
/静力学部分1-3 试画出图示各结构中构件AB 的受力图F AxF A yF B(a)(a)F AF BF BF DF D F BxF ByF BxF CF BF CF By1-4 试画出两结构中构件ABCD 的受力图1-5 试画出图a 和b 所示刚体系整体合格构件的受力图1-5a1-5bFAxF A y F DF ByF A F Bx F B F AF Ax F A y F DxF Dy WT EF CxF C yWF AxF A y F B yF CxF Dy F Bx T EN’F BF DF ANF AF BF D1-8在四连杆机构的ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2，机构在图示位置平衡。
试求二力F 1和F 2之间的关系。
解：杆AB ，BC ，CD 为二力杆，受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
解法1(解析法)假设各杆受压，分别选取销钉B 和C 为研究对象，受力如图所示： 由共点力系平衡方程，对B 点有：∑=0x F 045cos 02=-BC F F 对C 点有：∑=0x F 030cos 01=-F F BC解以上二个方程可得：22163.1362F F F ==解法2(几何法)分别选取销钉B 和C 为研究对象，根据汇交力系平衡条件，作用在B 和C 点上的力构成封闭的力多边形，如图所示。
对B 点由几何关系可知：0245cos BC F F =对C 点由几何关系可知：0130cos F F BC =解以上两式可得：2163.1F F =2-3 在图示结构中，二曲杆重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶M 。
试求A 和C 点处的约束力。
解：BC 为二力杆(受力如图所示)，故曲杆AB 在B 点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。
曲F ABF BC F CD 60o F 130o F 2 F BC45o F 2F BC F ABB45oy xF CD C 60o F 130o F BCx y45030F B杆AB 受到主动力偶M 的作用，A 点和B 点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB 保持平衡。
理论力学自学全部教程
○集中力—集中作用于物体上一点的力.
中新口腔
分 布 力
中新口腔
F1
F2
集 中 力
中新口腔
实际上要经一个几何点来传递作用力是不可能 的，集中力只是作用于一个小区域上的分布力， 一切真实力都是分布力。
P
A
B
C
集中力只是分布力在一定条件下的理想化模 型。能否进行这种简化主要取决于我们所研究的 问题的性质。
h
Plane determined by O and F
MO (F)通常被看作为一个定位矢量，习惯 上总是将它的起点画在矩心O处，但这并不 意味着O就是MO (F)的作用点。
中新口腔
力矩矢的三要素
力矩矢的三要素为大小、方向和矩心。 MO (F)的大小即它的模
MO(F) = r F Frsin Fh
O●
h r
MO(F) Fh
F 中新口腔
O●
h
MO(F) = ± Fh
F
正负号通常规定为:
+
逆时针为正
–
顺时针为负
中新口腔
平面问题 —矢量表达式
z
MO(Fxy)=(rxy× Fxy) ·k
k
Fxy
y
O
h
rxy
x
中新口腔
力矩的单位在国际单位制(SI)中为牛顿·米 (N·m)或千牛顿·米(kN·m)。
中新口腔
吊车梁的变形
δ
• 吊车梁在起吊重 物时所产生的最 大挠度 δ 一般不 超过梁的跨度的 1/500
中新口腔
这种小变形对于两端支承力的影响是微不足 道的，因此在计算两端的支承力时，吊车梁可 简化为刚体。
但在研究吊车梁的强度问题时，就不能这 样简化了。
理论力学：本章的主要内容：
绪论理论力学：研究一类特殊物体——刚体的机械运动的规律。
本章的主要内容：理论力学研究的对象、内容；理论力学的研究方法；理论力学的目的。
对象：物质点、物体。
物质点：包含有真实客观存在的物质，宏观上相对足够小，微观上足够大的物质实体（例：氢原子的体积约为10-24cm3。
那么10-12cm3的空间内将包含足够的氢原子。
10-24cm3是微观尺度，因此微观尺度相对10-12cm3足够小。
在对氢原子的集合进行物理性质的宏观表象进行分析时，10-12cm3就被看作是一个物质点，宏观尺度相对10-12cm3足够大）。
这样的物质实体被称为物质点。
在应用物质点这一抽象概念时应当注意：1．只有分析研究物体的宏观物理现象时才能应用物质点。
2．物质点与几何点的区别。
物质点是一个确实存在的物质实体，具有一定的大小、形状；而几何点是没有大小和形状的几何抽象。
当分析研究物体的宏观物理现象时，物质点可以作为几何点处理。
物体：物质点在三维空间占有确定大小、形状和空间位置的连续分布。
机械运动：由物质点构成的物质在三维空间所占具的位置及物体本身的大小、形状随时间的变化规律。
刚体的分类：质点：当物体的大小、形状在物体的整个机械运动的分析研究中对其自身的机械运动规律的影响可以略去不计时，则物体可以直接抽象成为一个物质点，且在其机械运动的分析研究中将其视为一个几何点。
由于质点是被抽象成单一物质点的物体，因此不存在所谓物质点大小、形状的改变。
质点的机械运动特点是：质点只有空间位置的改变，对被抽象为质点的物体没有形状和大小的属性。
应当注意的质点可以看作是一类特殊的刚体，不同质点间可以存在相对位置的变化。
质点系：由有限个或无限个质点构成的集合。
质点系在其机械运动过程中，质点系集合中的各质点间将发生相对位置改变。
单一刚体：由二个或二个以上离散质点、无限多个物质点连续分布而构成的物质点的集合。
单一刚体在其机械运动过程中，各离散质点或连续分布的物质点之间无相对的位置改变，或无相对大小和形状的改变。
理论力学复习详解
《理论力学》复习指南第一部分静力学第1章．静力学基本概念和物体的受力分析1．静力学基本概念力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体运动状态发生变化或使物体产生变形。
前者称为力的运动效应，后者称为力的变形效应。
力对物体的作用决定力的三要素：大小、方向、作用点。
力是一定位矢量。
刚体是在力作用下不变形的物体，它是实际物体抽象化的力学模型。
等效若两力系对物体的作用效应相同，称两力系等效。
用一简单力系等效地替代一复杂力系称为力系的简化或合成。
2．静力学基本公理力的平行四边形法则给出了力系简化的一个基本方法，是力的合成法则,也是一个力分解成两个力的分解法则。
二力平衡公理是最简单的力系平衡条件。
加减平衡力系公理是研究力系等效变换的主要依据。
作用与反作用定律概括了物体间相互作用的关系。
刚化公理给出了变形体可看作刚体的条件。
3. 约束类型及其约束力限制非自由体位移的周围物体称为约束。
工程中常见的几种约束类型及其约束力4. 受力分析对研究对象进行受力分析、画受力图时，应先解除约束、取分离体，并画出分离体所受的全部已知载荷及约束力。
画受力图的要点第2章．平面力系[例]桁架结构0力杆（习题2-55）第3章．空间任意力系1. 物体的重心重心是物体重力的合力作用点。
均质物体的重心与几何中心――形心重合。
重心坐标的一般公式是⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫∆=∆=∆=∑∑∑P z P z P y P y P x P x i i C i i C ii C ; 对于均质物体⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⋅=⋅=⋅=⎰⎰⎰V dV z z V dV y y V dV x x VC V C V C第4章摩擦1.基本概念动滑动摩擦、静滑动摩擦 自锁当物体处于临界平衡状态时，静摩擦力的大小F 与相互接触物体之间的正压力大小与正比。
2.基本计算动滑动摩擦、静滑动摩擦的计算【例】物A 重100KN ，物B 重25KN ，A 物与地面 的摩擦系数为0.2，滑轮处摩擦不计。
理论力学讲义
绪论一、理论力学研究的对象和内容理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。
但是，什么是机械运动呢？所谓机械运动就是物体空间位置随时间的变化。
（热运动，电磁运动，化学反应，生命过程等不属于机械运动）理论力学包括以下三个主要部分：1 静力学：研究物体平衡时所应满足的条件。
物体受力的分析方法及力系的简化等。
2 运动学：只以几何角度来研究物体的运动而不考虑引起运动的原因。
3 动力学：研究物体运动与作用力之间的关系。
理论力学属于古典力学范畴。
它以伽里略和牛顿的基本定律为基础，研究速度远小于光速的客观物体机械运动。
现在工程实际中的大量物体都可以由古典力学来很好的解决。
二.学习理论力学的目的1 工程专业一般都要接触机械运动问题。
有些问题就要用理论力学知识来解决。
2 理论力学是一些工程专业课的基础。
如：材料力学，机械原理，机械零件结构力学，弹性力学，塑性力学，流体力学，飞行力学，振动力学，断裂力学，生物力学，以及许多专业课。
3 理论力学研究方法与许多学科的研究方法有不少相同之处。
因此，掌握这些方法对其它课程的学习有很多好处。
4在自然界，体育运动，日常生活中有许多问题可用理论力学知识解释，解决。
静力学静力学是研究物体在力系作用下平衡条件的科学。
力系是指作用在物体上的一群力。
平衡是指物体相对于地面静止或作匀速直线运动。
在静力学中主要研究以下三个问题：1. 物体的受力分析：分析物体的受力个数.每个力的大小.方向和作用线的位置。
2. 力系的等效替换：将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来替换这两个力系互为等效力系，如用一个简单力系等效替换一个复杂力系，称为力系的简化。
3. 建立各种力系的平衡条件：研究物体平衡时，作用在其上的各种力系所需满足的条件。
满足平衡条件得力系称为平衡力系。
第一章静力学公理和物体的受力分析§1-1静力学公理一静力学基本概念1 刚体所谓刚体是这样的物体，在力的作用下其内部任意两点之间的距离始终保持不变。
工程力学复习大纲
工程力学复习大纲一、理论力学部分1、静力学的基本概念熟悉各种常见约束的性质，对简单的物体系能熟练地取分离体图并画出受力图。
刚体和力的概念刚体的定义、力的定义、三要素静力学公理静力学五大公理体系约束与约束反力自由体和约束体的定义、物体的受力分析和受力图画受力图2、平面任意力系掌握各种类型平面力系的简化方法，熟悉简化结果，能熟练地计算主失和主矩。
能熟练地应用各种类型的平面力系的平衡方程求解单个物体和简单物体系的平衡问题。
平面力系的简化力线平移定理，力系的简化平面力系简化结果分析合力、合力偶、平衡的条件平面任意力系的平衡方程物系的平衡问题的求解3、空间力系掌握空间任意力系的简化方法，能计算空间力系的主失和主矩。
能掌握常见类型的简单空间物体系的平衡问题，掌握计算物体重心的方法。
空间汇交力系汇交力系的平衡方程，空间力的分解空间力的矩空间矩的方向性，向量表示法空间力偶空间力偶的向量表示及等效性空间力系的简化力线空间平移，主矢、主矩简化结果分析合力、合力偶、力螺旋、平衡的条件空间力系的平衡方程方程的形式，求解空间约束空间力系平衡问题重心重心的定义、计算二、材料力学部分4、材料力学基本概念明确材料力学的任务，熟悉变形固体的基本假设和内力、应力、应变等概念，熟悉杆件的四种基本变形的特征。
变形固体的基本假设连续性、均匀性、各向同性的概念外力、内力、应力的概念外力、内力、应力的定义，截面法的应用变形与应变正应变、剪应变的定义，与变形的关系杆件变形的基本形式拉(压)、剪切、扭转、弯曲5、拉伸、压缩与剪切熟悉轴向拉、压的概念，熟练掌握截面法的应用，能绘制轴力图，掌握横截面和斜截面上应力的计算，熟悉材料拉压力学性能的测定；熟练掌握许用应力的概念和拉压强度条件的应用，掌握拉伸、压缩变形的计算，掌握虎克定律及拉压变形能、拉压静不定问题的计算，掌握材料的拉压实验；掌握剪切与挤压的概念及相应的实用计算，掌握剪切虎克定律。
轴向拉(压)的概念和实例轴向拉压对外力的要求轴向拉压横截面上的内力和应力轴力的计算，平面假设，应力的计算轴向拉压斜截面上的应力斜截面应力的计算，最大剪应力的位置材料拉伸时力学性质低碳钢、铸铁的拉伸曲线分析，塑性和脆性材料材料压缩时的力学性质低碳钢、铸铁的压缩曲线分析失效、安全系数和强度计算，许用应力，强度判别式的应用轴向拉压时的变形变形与应变的计算，泊松比，横向变形拉压静不定静不定的基本解法温度应力和装配应力利用静不定的解法剪切和挤压实用计算剪切变形的定义和要求，实用计算，挤压的计算6、扭转熟练掌握外力偶矩的计算和扭矩图的绘制，熟练掌握圆轴扭转时的强度条件应用。
理论力学
第一章 力学基础
一、刚体、平衡与运动
1－刚体（不变形的物体）
物体在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不 变。它是一个理想化的力学模型
实际物体在力的作用下，都会产生程度不同的变形。但是，这 些微小的变形，对研究物体的平衡问题不起主要作用，可以略 去不计，这样可使问题的研究大为简化。
首都机场候机楼顶棚拱架支座
铰 (Hinge)
固定铰支座
构件的端部与支座有相同直径的圆孔，用一圆柱形销钉连接起 来，支座固定在地基或者其他结构上。这种连接方式称为固定铰链 支座，简称为固定铰支(smooth cylindrical pin support)。桥梁上的 固定支座就是固定铰链支座。
将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接 起来，称为中间铰约束
三.力对点的矩
z
B
1.力对点的矩
mo(F)
mo(F) = r×F
mo(F)表示力F绕O点
A
r
O
y
转动的效应.O点称为矩
d
x
心.力矩矢是定位矢量.
力矩的三要素:力矩的大小;力矩平面的
方位;力矩在力矩平面内的转向.
力矩的几何意义: mo(F) =±2OAB面积=±Fd 力矩的单位: N·m 或 kN·m
同时作用于物体的一群力-------力系
汇交力系 平行力系 一般力系
空间力系 平衡力系
平面力系
等效力系
四、静力学的基本公理
二力平衡公理 加减平衡力系公理 力的平形四边形法则 作用与反作用定律
公理1 二力平衡公理 －最简单的平衡条件
作用在刚体上的两个力，使刚体平 衡的必要和充分条件是：两个力的大小 相等，方向相反，作用线沿同一直线。
理论力学知识点大总结
理论力学知识点大总结理论力学是研究物体运动规律以及物体如何受到力的影响的科学。
它是物理学的一个重要分支，对于了解自然界的运动规律有着重要的意义。
在这篇文章中，我们将对理论力学的各个知识点进行大总结，包括牛顿运动定律、动力学、角动量、能量守恒定律等内容。
牛顿运动定律牛顿运动定律是理论力学的基础，它由英国物理学家艾萨克·牛顿在17世纪提出，对于描述物体运动的规律有着重要的作用。
牛顿的三大运动定律如下：第一定律：一个物体如果没有受到外力的作用，它将保持静止或匀速直线运动的状态。
第二定律：物体的加速度与作用在其上的合外力成正比，与物体的质量成反比。
描述物体的加速度与所受力的关系。
第三定律：如果物体A受到物体B的作用力，物体B也会受到物体A相同大小、方向相反的作用力。
描述物体之间的相互作用。
动力学动力学是研究物体运动规律的一门学科，它包括了物体的运动学和动力学两个方面。
运动学研究物体的运动状态，包括位置、速度、加速度等；而动力学则研究物体受到的力的影响，以及力与运动之间的关系。
动力学的关键概念包括合力、牛顿第二定律、惯性系、加速度等。
角动量角动量是研究物体围绕某个固定点进行转动的性质，它是力学中的一个重要概念。
角动量的大小与物体的质量、速度、旋转半径相关，它的方向由右手定则确定。
根据角动量守恒定律，系统的总角动量在没有外力作用下保持不变。
角动量在自然界的许多现象中都有着重要的作用，比如行星公转、自转、陀螺的转动等。
能量守恒定律能量守恒定律是理论力学中的重要定律之一，它表明在一个封闭系统中，系统的能量总和保持不变。
能量可以互相转化，但总能量保持不变。
能量守恒定律描述了在热力学、电磁学、核物理等领域中广泛存在的能量转化现象，对于解释自然现象具有重要的意义。
碰撞碰撞是理论力学中研究物体在相互作用下发生的瞬间现象，它是一个重要的研究对象。
根据碰撞的性质，可以将碰撞分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种类型。
弹性碰撞中动能守恒，而非弹性碰撞中动能不守恒，部分能量转化为其他形式。
理论力学复习总结(重点知识点)
第一篇静力学第1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理1 二力平衡公理：作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。
F=-F’工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为二力构件或二力杆。
公理2 加减平衡力系公理：在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系，不改变原力系对刚体的效应。
推论力的可传递性原理：作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用。
公理3 力的平行四边形法则：作用于物体上某点的两个力的合力，也作用于同一点上，其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。
推论三力平衡汇交定理：作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
公理4 作用与反作用定律：两物体间相互作用的力总是同时存在，且其大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个物体上。
公理5 钢化原理：变形体在某一力系作用下平衡，若将它钢化成刚体，其平衡状态保持不变。
对处于平衡状态的变形体，总可以把它视为刚体来研究。
1.2 约束及其约束力１．柔性体约束２．光滑接触面约束３．光滑铰链约束第2章平面汇交力系与平面力偶系1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即F R=F1+F2+…..+Fn=∑F2.矢量投影定理：合矢量在某轴上的投影，等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。
3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。
力对刚体的移动效应用力失来度量；力对刚体的转动效应用力矩来度量，即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。
（Mo（F）=±Fh）4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶，记为（F,F’）。
理论力学课后习题部分答案
B
A FAC FBA
P
(l)
(l1)
(l2)
(l3)
图 1-1
1-2 画出下列每个标注字符的物体的受力图。题图中未画重力的各物体的自重不计，所 有接触处均为光滑接触。
(a)
B
FN1
C
FN 2
P2 P1
FAy
A
FAx
(a2)
(b)
FN1
A
P1
FN
(b2)
C
FN′
P2
(a1)
B
FN1
FN 2
FN
P1
F Ay
FCy
FAx (f2)
C FC′x
FC′y F2
FBy
FBx B (f3)
FAy A FAx
FB
C B
(g)
FAy
FAx A
D FT C FCx
(g2)
FB
B
F1
FB′ B
FAy
A
FAx
(h)
(h1)
P (g1)
FC′y
FT
C
FC′x
P (g3)
D
FCy
FB
F2
C FCx
B
(h2)
A FAx
FAy
FCy
D FAy
A
FAx
(k3)
6
FB
F1
FB′
B B
FD D
(l) FD′ D
A FA
(l1) F2
C
FC (l2)
F1
D
F2
B
A
E
FE
FA
(l3) 或
F1
FB′
理论力学01静力学基础
一、理论力学的研究内容 理论力学可分为下列三大部分： 静力学（第一章～第六章）
主要研究物体的平衡规律 运动学（第七章～第十章）
主要从几何的角度研究物体的机械运动 动力学（第十一章～第十五章）
主要研究物体的机械运动与作用力之间的关系
二、静力学的主要内容
1）物体的受力分析 分析物体的受力情况，并作出表明其受力情况的简图 ◆ 受力分析是解决力学问题的基础
第四节 物体的受力分析
一、受力分析的一般步骤 1）确定研究对象 2）取分离体 解除研究对象所受的全部约束，将其从周围物体中分离出来。
3）画主动力 在研究对象的分离体简图上画出主动力
4）画约束力 在研究对象的分离体简图上画出约束力
[例1] 重力为 P 的球体，在 A 处用绳索系在墙上，试画出球体的 受力图。
工程中的约束通常可分为下列五大类：
一、柔性约束·柔索
约束力： 一个拉力
◆ 柔性约束属于单面约束
二、光滑接触面约束
P
约束力： 一个法向力，指向被约束物体
◆ 光滑接触面约束属于单面约束 P
FT
P P
FN
三、光滑铰链约束 特性：只限制物体间的相对移动，而不限制物体间的相对转动。 1. 圆柱铰链（铰链） 圆柱铰链简称铰链，它是由圆柱销钉插入两构件的圆孔而构成。
O
FD D
P1 H
O C D P1 H
FH
P2 FAy
FH
A
FAx
E O
H D P1
A
（三）研究板 AB 取分离体 画主动力 画约束力
B
C P2
B E
O H
O
P1 H
FH
FD D
C D P1 P2
理论力学知识点详细总结
理论力学知识点详细总结引言理论力学是物理学的一个重要分支，研究物体的运动规律和力学特性。
它是一门基础学科，也是物理学中最早发展的学科之一。
理论力学对于理解和解释自然界的很多现象都起着关键作用，广泛应用于航天、航空、土木工程、机械制造等领域。
本文将对理论力学的主要知识点进行详细总结，包括牛顿力学、拉格朗日力学和哈密顿力学等内容。
一、牛顿力学牛顿力学是经典力学的基础理论，是研究物体运动规律和力学现象的最基本方法。
牛顿力学建立在牛顿三大定律的基础上，主要包括运动学和动力学两大部分。
1. 运动学运动学是研究物体运动的几何学方法，包括位置、速度、加速度等概念。
基本知识点包括：① 位移：物体从一个位置移动到另一个位置的距离和方向称为位移。
位移可用位移矢量表示。
② 速度：物体单位时间内移动的位移称为速度。
平均速度可用位移除以时间计算，瞬时速度可用极限定义。
③ 加速度：物体单位时间内速度变化的量称为加速度。
平均加速度可用速度变化除以时间计算，瞬时加速度可用速度的导数定义。
2. 动力学动力学是研究物体受力运动的学科，主要包括牛顿运动定律和牛顿万有引力定律。
① 牛顿三大定律：第一定律指出，物体在不受外力作用时保持匀速直线运动或静止；第二定律指出，物体受到的力与其加速度成正比，与质量成反比；第三定律指出，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
② 牛顿万有引力定律：物体间的引力与它们的质量和距离平方成反比。
万有引力定律可用来解释行星运动、天体引力等现象。
二、拉格朗日力学拉格朗日力学是研究自由度受限制的多体系统的运动方程和动力学的方法。
它是经典力学的重要分支，由拉格朗日于18世纪提出，是经典力学的另一种处理方法。
主要包括拉格朗日方程和哈密顿原理等内容。
1. 拉格朗日方程拉格朗日方程是描述多体系统的运动方程的方法，它由拉格朗日量和运动方程组成。
主要包括：① 拉格朗日量：拉格朗日力学的核心概念，它是系统动能和势能的差的函数。
理论力学部分习题
1 2 2 gy v , v 2 gy 2
dy dy d sin 2 dy y tan ，y x x dx dx 1 cos 2 dx d （ y ） 1 4a cos ， y Fn mg cos m v2
3 2 2
2 c a 2 0 0 a 0 0
2 sin a 3
例12自半径为a的球体，用一与球心相距b的平
面，切出一个球形帽，求此球形帽的质心。
dm dV y dz a z dz
2 2 2 2 2 x 2 2
3 a b 4 2a b
zdm z a z dz z , b a dm a z dz
- -
例18：总质量为M0的火箭，发射时单位时间内消耗的燃料与M0
(vr v )i (vr v ) j , a v vr vr v v 0
例5：
假定一飞机从A处向东飞到B处，而后又向西飞回原处 ，飞机相对空气的速度为 v ' ，而空气相对地面的速度 v' 则为v0，A与B之间的距离为l，飞机相对于空气的速度 保持不变。 v (a)假定v0＝0，即空气相对于地面是静止的，试证来回 2l 飞行的总时间为 t
2 2
sin cos 1,
2 2
2 (a 2 y 2 ) ( x 2 3 y 2 a 2 r 2 ) 2 整理：x 4
2
rw cos x rw sin sin 2 cos rw cos y ,w 2 r sin 2a sin rwcos 对两边求导： , 2a cos
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理论力学知识点总结
理论力学知识点总结
牛顿力学：主要包括牛顿三定律、万有引力定律和动量定理等内容。
静力学：研究作用于物体上的力系的简化理论及力系平衡条件。
包括静力学公理、力的合成与分解、摩擦、重心等内容。
运动学：只从几何角度研究物体机械运动特性而不涉及物体的受力。
包括点的运动学、刚体的简单运动、点的合成运动、刚体的平面运动等内容。
动力学：研究物体机械运动与受力的关系。
它是理论力学的核心内容，主要包括质点动力学、刚体动力学和连续体动力学等内容。
哈密顿力学和拉格朗日力学：是经典力学的两种形式，分别以哈密顿量和拉格朗日函数为基础，描述物体的运动规律。
此外，理论力学还涉及一些重要的原理和定理，如三力平衡汇交定理、作用与反作用定律、钢化原理等。
同时，广泛采用数学工具进行数学演绎，从而导出各种以数学形式表达的普遍定理和结论。
总的来说，理论力学是研究物体机械运动的基本规律的学科，它包括了静力学、运动学和动力学三个主要部分，以及牛顿力学、哈密顿力学和拉格朗日力学等重要内容。
这些知识点和理论为工程技术科学提供了基础，也为后续的学习和研究提供了重要的工具和思路。
专升本理论力学部分
第一篇静力学本篇介绍力的一般性质、力系的平衡规律及合成法则。
重点是刚体、力、力矩、力偶、力系及其分类、等效、简化、平衡、约束、摩擦等有关概念、静力学公理、受力分析及力的投影、力矩、力系的主矢与主矩等的计算和力系的平衡及简化问题的解法。
难点是约束与约束反力、力系的等效、摩擦角与自锁等概念的建立以及物系（包括具有摩擦时）平衡问题的解法，在反复学习阅读练习中体会理解。
第一章静力学基本概念与公理本章是静力学最基本内容的论述，概念较多。
介绍了刚体、力、力矩、力偶和力系及其分类、等效、平衡等有关概念；静力学公理、力矩关系定理、力系等效定理、力偶性质、合力矩定理等规律；力的投影、力矩、力系的主矢与主矩等的计算；汇交力系与力偶系的合成。
这些都是静力学基本知识，也是整个理论力学的基础，需要认真理解和熟练掌握。
§1-1静力学基本概念本节介绍了静力学研究对象、主要内容、刚体、力和力系及其分类、等效、平衡等有关概念；是静力学基本知识，需要认真理解和熟练掌握。
一、静力学的研究对象：物体的平衡规律、力的一般性质及合成法则。
二、静力学的主要内容：力系简化；力系平衡。
三、力: 物体间的相互作用。
1. 力的效应：⑴力的外效应：力可使物体的运动状态发生变化。
⑵力的内效应：力可使物体的形状发生变化。
理论力学主要研究力的外效应。
力的内效应则由变形体力学如材料力学等来研究。
2.力的三要素：大小、方向、作用点（作用位置）。
力的三要素决定了力对物体的作用效应。
其中，力的大小反映了力的作用强度；力的方向由力的作用线方位和指向联合表示；力的作用点即作用位置，一般作用位置是物体的一部分面积或体积，当作用面积或体积很小时可抽象为点即力的作用点，这时力称为集中力，否则力称为分布力。
既然力有大小、方向，就可由矢量来表示。
3.力的矢量表示：⑴印刷物如书中：黑体英文大写字母表示，如F ；⑵手写如作业和练习中：白体英文大写字母并在其上加一箭头表示，如F ；不加箭头时表示大小，如F 。
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（理论力学部分）
一．静力学
1．静力学基本概念、受力图
刚体、力的概念、静力学公理。
约束与约束反力。
约束的基本类型。
受力分析与受力图。
2．平面汇交力系
平面汇交力系合成的几何法、平衡的几何条件。
力的分解、力在轴上投影。
平面汇交力系合成的解析法。
平面汇交力系平衡方程及其应用。
3．力矩、平面力偶理论
力对点之矩、力偶与力偶矩、力偶等效、平面力偶系的合成与平衡。
4．平面任意力系
力的平移定理。
平面任意力系向面内一点简化。
力系的主矢与主矩。
简化结果分析。
合力矩定理。
平面任意力系的平衡方程。
静定与静不定的概念。
物体系统的平衡问题。
5．摩擦及其平衡问题
静滑动摩擦、动滑动摩擦的概念。
摩擦角与自锁现象。
考虑摩擦时平衡问题的解法。
6．空间力系
力在空间坐标轴上投影。
力对轴之矩。
空间任意力系的平衡方程。
重心的概念与计算。
二．运动学
运动学的研究对象。
参考系。
运动描述的相对性。
瞬时和时间间隔。
1．点的运动学
确定点运动位置的基本方法——矢量法、直角坐标法、弧坐标法。
运动方程。
点的速
度与加速度的矢量表示，点的速度与加速度的直角坐标表示，点的速度与加速度的弧坐标表示。
切向加速度和法向加速度。
2．刚体的简单运动
刚体的平动。
刚体的定轴转动。
转动方程。
角速度与角加速度。
转动刚体上各点的速度与加速度。
定轴轮系的传动比。
3．点的合成运动
合成运动的几个基本概念——定参考系与动参考系，绝对运动、相对运动与牵连运动，三种速度与加速度，牵连点。
点的速度合成定理。
4．刚体平面运动
刚体平面运动分解为平动与转动。
求平面图形上各点速度的基本法与投影法。
求平面图形上各点速度的瞬心法。
三．动力学
1．质点的运动微分方程
动力学的研究对象。
动力学的基本定律。
质点的运动微分方程。
质点动力学的两类基本问题。
2．体绕定轴转动的动力学基本方程
刚体绕定轴转动的运动微分方程、转动惯量。
3．动能定理
力的功。
刚体作平动、定轴转动、平面运动时动能的计算。
质点与质点系的动能定理。
4．动静法
惯性力的概念。
质点与质点系的达朗伯原理。
刚体惯性力系的简化。
（材料力学部分）
1．截面法、内力、应力、应变和变形的概念。
2．（压）杆的内力、应力和变形。
虎克定律，材料的拉、压力学性能。
应力集中的概念。
3．剪切和挤压的实用计算。
4．剪切虎克定律，剪应力互等定理。
轴的内力，圆轴扭转时的应力和变形。
5．截面几何性质。
6．梁的内力，平面弯曲的概念。
弯曲正应力与剪应力。
弯曲中心的概念。
用积分法和叠加法分析梁的位移。
7．平面应力状态下的应力分析。
三向应力状态下的主应力和最大应力。
广义虎克定律。
四种常用的强度理论。
8．组合变形下杆件的强度计算。