第一章静力学基础

力学与基础学科的关系
力学与其他技术学科的关系
工课 程程 力介 学绍
课程特点 研究内容 课程作用 教学目的 习题和实践 教学方法 学习方法
1、基础性 具有抽象性强、空间性强、系统性强、知
识面宽、概念多、计算类型多等特点。 2、理论课和职业技能课的桥梁
前接高等数学和工程制图，后接桥梁、路 基、线路等专业课程。 3、独特性
一些力学知识可以用于工程实际，是一门 理论与实践密切联系的课程。
本课程将研究两类机械运动：
一类是研究物体的运动，研究作用在物体上的 力和运动之间的关系；
另一类是研究物体的变形，研究作用在物体上 的力和变形之间的关系。
工
理论力学
运动、平衡（外效应）
程
刚体
力
Biblioteka Baidu
材料力学
变形、内力（内效应）
学
变形固体
技术基础课。研究物体受力后的效应.
理
静 力 分 析(静力学）
论
物体在外力作用下的平衡规律
力
学
运动与动力分析（动力学）
物体在外力作用下的运 动规律，并建立运动与受力 之间的定量关系。
工程力 学
静力学
材料力学
运动力学
受力分析、 平衡计算
研究物体受 力后的变形
研究物体受力后运 动规律以及运动和 力之间的关系
通过本课程的学习， 使学生具备高等职业技术专门人才所必需的 工程力学的基本知识， 掌握工程构件的受力和平衡规律，掌握工程 构件受力的运动规律； 掌握工程构件在外力作用下的变形和失效规 律； 初步掌握杆状工程构件的强度验算方法； 验证实验及训练培养学生的动手能力。
《工程力学》是土木工程专业主要的技术基础 课，而且也是学生公认的一门比较难学的课程。
该课程不但要求学生能正确理解基本概念，而 且要求学生要学会用所学内容求解各种工程和 生活中的各种力学问题。
所以该课程要求学生具有较好的高等数学基 础。。
第一篇 静力学基础
理论力学
第
一
§1–1 静力学的基本概念
章
通过本课程的学习，使学生掌握物体问题，初步学 会分析、解决一些简单的工程实际问题,培养学生解决 工程计算中有关强度、刚度和稳定性问题的能力，以 及计算能力和实验能力，为工程设计和施工打下必要 的基础。
习题 习题是本课程的重要教学环节，通过习题
巩固讲授过的基本理论知识，培养学生自学能 力和分析问题解决问题的能力。
力学概述
力学是独立的一门基础学科，主要研究能 量和力以及它们与固体、液体及气体的平 衡、变形或运动的关系。
力学可粗分为静力学、运动学和动力学三 部分，
静力学研究力的平衡或物体的静止问题； 运动学只考虑物体怎样运动，不讨论它与 所受力的关系；
动力学讨论物体运动和所受力的关系。
力学分支
案例1：乒乓球的旋转—摩擦
案例2：自行车飞越长城—抛体运动
力学原理与设计
• 怎样跳得更远、投得更远…? • 为什么采用背越式跳高？ • 如何跳起得更高？ • 竞走运动员为什么要扭臀？ • 如何把握高速运动中的转弯？ • 花样滑冰运动员如何调节旋转快慢？ • 单杠上如何实现振浪（自激摆动）？ • 如何减小阻力提高游泳速度？ • 如何踢出弧线球？
注意： 力作用于可变形的物体时，既有内效应，也会有外效应。 力作用于刚体时，只有外效应。
刚体是一种理想化的力学模型。
（3）平衡
平衡：是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。
若把与地球固结的参考系作为惯性参考系，则相对于地球 保持静止或作匀速直线运动的物体，就处于平衡状态。
注意：运动是绝对的，平衡是相对的。
静力学 ▪ 动力学 ▪ 运动学 ▪ 工程力 学 ▪ 天体力学 ▪ 连续介质力学 ▪ 统 计力学 ▪ 牛顿力学 ▪ 分析力学 ▪ 结构力学 ▪ 生物力学 ▪ 材料力学 ▪ 地质力学 ▪ 土力学
工程力学是应用于工程实际的各门力学学 科的总称。常指以可变形固体为研究对象 的固体力学。广义的工程力学还包括水力 学、岩石力学、土力学等。
1.1 静力学基本概念 1.1.1力、刚体、平衡 （1）力的概念
力
2）
3）力的三要素：
力对物体的作用效果取决于大小，方向，作用点。
表示为：F，手写为
FF
力是矢量：用带箭头的线段表示
既有大小又有方向
力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN)
（2）刚体
刚体：在力的作用下，大小和形状都不变的物体。
1、提前预习，以提高听课效率； 2、认真做好课堂笔记； 3、课后认真复习，以巩固所学知识； 4、 独立按时地完成课后作业，以便掌握 课程学习的实际情况。
成绩评定方法：
1、平时（包括考勤、作业、课堂提问）成绩 占30%；如作业缺三次，平时成绩扣一半；如 缺五次，没有平时成绩；
2、期末考试成绩占70%。
§1–2 静力学公理
静
力
§1–3 常见约束和约束反力
学
§1–4 受力分析和受力图
基
础
目录
静力学的研究对象和研究内容
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。 （研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件、 受力分析、力系简化） 静力学主要研究：
物体的受力分析； 力系的简化； 力系的平衡条件及应用。
学习目标： 1、了解静力学基本概念、力及刚体的概念； 2、理解静力学公理及推论； 3、掌握常见约束的反力分析法， 4、初步掌握物体及简单物系的受力分析， 合理选择分离体并画出受力图。 本章的重点是“静力学公理”，“约束和 约束反力”“物体的受力分析和受力图”。
本课程课后习题量较大，在讲授完每次内 容后，均安排有一定数量的习题、思考题，作 业每周收一次。
实验环节 实验是本课程的重要的教学环节。要求学
生掌握工程力学的基本实验方法，能独立进行 操作，正确地处理实验结果并完成实验报告。，
教学方法：
1、 课堂教学手段主要采用多媒体。 2、 采用启发式教学，鼓励学生自学，以“少 而精”为原则，精讲多练； 3、 加强与学生的沟通，增加课堂讨论，调动 学生的主观能动性。
讨论
你了解力学吗？生活中存在哪些力学的应 用？
你如何理解工程力学？
生活中的力学
力学与体育 力学与音乐 力学与生命 力学与交通 力学与地震
力学哥是浙江大学航空航 天学院工程力学专业的一 名学生，黑龙江人，2011 年9月，因用硬币搭建出梯 田、伦敦大学等建筑物， 被网友称为“力学哥”。