1、會計學1理論理論(lln)力學第一章課件力學第一章課件第一頁，共103頁。1、理論力學(l xu)學習輔導 2003年8月第1版 16開本 參 考參 考(cnko)書書籍籍第1頁/共103頁第二頁，共103頁。2、理論力學全程輔導(fdo) 第六版 2004年8月第1版 32開本 參 考參 考(cnko)書書籍籍第2頁/共103頁第三頁，共103頁。1、理論力學解題指導(zhdo)及習題集第3版 高等教育出版社。2005年7月2、 理論力學習題精選精解 同濟大學出版社。 2003年10月3、理論力學題解 華中科技大學出版社。2002年1月4、理論力學重點難點及典型題精解 西安交通大學出版社。2

2、001年1月圖 書 館 有 關圖 書 館 有 關(yugun)書籍書籍（較新）（較新）第3頁/共103頁第四頁，共103頁。1、 一學期(xuq)2、12-15章不講3、 各部分學時安排 靜力學，18學時 運動學，18學時 動力學，26學時 復習，2學時64學時(xush)教學(jio xu)安排：成績評定：平時成績：20分期末成績：80分教學時數：教學時數：第4頁/共103頁第五頁，共103頁。基礎課：數學、物理理論力學后續力學課：材料力學、結構力學、彈性力學等專業基礎課：機械原理、機械零件等專業課技術基礎課理論力學(l xu)是工程類專業第一門技術基礎課第5頁/共103頁第六頁，共103頁

3、。塔式起重機實例實例(shl)一一第6頁/共103頁第七頁，共103頁。實例實例(shl)二二車床(chchung)車螺紋第7頁/共103頁第八頁，共103頁。將直徑(zhjng)為d的圓柱毛胚（或叫工作物）安裝在車床軸上，要車出螺距為h的螺紋，如何合理調整軸的轉速n與車刀速度u？第8頁/共103頁第九頁，共103頁。保證飛越過去(guq)，汽車質心運動軌跡與汽車自重、空氣阻力、傾角、初速v0 、河道寬度L的關系如何？L質心軌跡v0實實例例(shl )三三飛越(fi yu)壺口瀑布實例三第9頁/共103頁第十頁，共103頁。第10頁/共103頁第十一頁，共103頁。第11頁/共103頁第十二頁

4、，共103頁。第12頁/共103頁第十三頁，共103頁。L質心軌跡v0第13頁/共103頁第十四頁，共103頁。理論力學課程理論力學課程(kchng)的的內容內容一、靜力學二、運動學三、動力學第14頁/共103頁第十五頁，共103頁。幾個幾個(j )基本概基本概念念1、力的兩種效應(xioyng)力的外效應(xioyng)物體受力發生運動力的內效應(xioyng)物體受力發生變形理論力學中，不做聲明時，所研究的物體均為剛體。所以理論力學屬于剛體力學的范疇。第15頁/共103頁第十六頁，共103頁。 理論力學的研究對象往往很復雜。在實際力學問題中，常需抓住一些帶有本質性的主要因素，略去次要因素，

5、從而(cng r)抽象成力學模型進行研究。第16頁/共103頁第十七頁，共103頁。當物體的運動范圍比它本身的尺寸要大得多時，可以把物體當作(dn zu)形狀和大小均可以忽略不計的點；物體在力的作用下要變形，如果這種變形在所研究的問題中可以不考慮或暫時(znsh)不考慮，則可把物體當作不變形的物體剛體；在研究中若需要考慮物體的質量(zhling)，點便成為質點；任何物體都可以看成是由許多質點組成的，這種質點的集合稱為質點系。點、剛體、質點、質點系就是理論力學中抽象化的 力學模型。第17頁/共103頁第十八頁，共103頁。靜力學的研究(ynji)對象：剛體、剛體系統（又稱 為物體系統或物體系）運

6、動學的研究(ynji)對象：點、剛體動力學的研究(ynji)對象：質點、質點系理論力學中把所研究(ynji)的物體稱為研究(ynji)對象。第18頁/共103頁第十九頁，共103頁。理論力學(l xu)是研究物體機械運動一般規律的科學。物體位置(wi zhi)的變動（靜止？運動？）物體受力與運動的關系研究步驟：（1）單純研究物體受力（2）單純研究物體運動（3）研究物體受力與運動的關系靜力學運動學動力學第19頁/共103頁第二十頁，共103頁。1、物體的受力分析(fnx)分析(fnx)物體（包括物體系）受哪些力，每個力的作用位置和方向。靜靜力力學學靜力學主要(zhyo)解決如下三個方面的問題:（

7、1)力的概念（2)力的三要素（3)力的表示法目的：畫出物體的受力圖力是一矢量，用數學上的 矢量記號來表示，如圖。第20頁/共103頁第二十一頁，共103頁。2、力系的等效替換(t hun)（或簡化）（1）力系：作用(zuyng)于同一物體或物體系上的一群力。 （2）等效(dn xio)：對物體的運動效應相同。（3）等效力系：對物體的作用效果相同的兩個力系。（4）力系的簡化：用一簡單的力系等效代替一復雜的力系。（5）合力：在特殊情況下，能和一個力系等效的一個力。目的：求各種力系的簡化結果（6）分力：力系中的每個力。第21頁/共103頁第二十二頁，共103頁。3、建立(jinl)各種力系的平衡條件

8、（1）力系的分類(fn li)（2）平衡(pnghng)（3）力系的平衡條件 目的：利用各種力系的平衡條件求解實際平衡問題。平衡力系：能使物體維持平衡的力系。建立各種力系的平衡條件，并應用這些條件解決靜力學實際問題 。第22頁/共103頁第二十三頁，共103頁。第一章 靜力學公理和物體(wt)的受力分析11 靜力學公理(gngl)公理(gngl)1 力的平行四邊形法則表示為：AF2F1FR第第一一章章第23頁/共103頁第二十四頁，共103頁。亦可用力(yng l)三角形求得合力矢公公理理(gngl)12、合力矢箭頭與第2個矢量(shling)的箭頭相碰aF2F11、分力矢首尾相接表示為：AF

9、2F1FRFRbF2F1FR力的三角形法則第24頁/共103頁第二十五頁，共103頁。公公理理(gngl)11、分力的順序改變，力三角形的形狀(xngzhun)也改變，但合力的大小、方向不變。2、力的三角形法則只用來求合力(hl)的大小、方向，合力(hl)的作用點仍在原來的位置。注意點：此公理表明了最簡單力系的簡化規律，是復雜力系簡化的基礎。第25頁/共103頁第二十六頁，共103頁。公理(gngl)2 二力平衡條件使剛體平衡的充分(chngfn)必要條件是：二力等值、反向、共線公公理理(gngl)2二力平衡條件是最簡單力系的平衡條件表示為：第26頁/共103頁第二十七頁，共103頁。注意(z

10、h y)點：1、二力平衡條件只適用(shyng)于剛體2、二力平衡條件只適用(shyng)于單個剛體公公理理(gngl)2第27頁/共103頁第二十八頁，共103頁。公理(gngl)3 加減平衡力系原理在已知力系上加上或減去任意(rny)的平衡力系，并不改變力系對剛體的作用。加減(ji jin)平衡力系原理只適用于剛體公公理理3第28頁/共103頁第二十九頁，共103頁。作用在剛體(gngt)上的力是滑動矢量，力的三要素為：大小、方向和作用線。相應(xingyng)地，作用在物體上的力矢量是定位矢量。推理(tul)1 力的可傳性=FAFABF2F1F1AB公公理理3作用于剛體上某點的力，可以沿

11、著它的作用線移到剛體內任意一點，并不改變力對剛體的作用。第29頁/共103頁第三十頁，共103頁。1、力的可傳性只適用(shyng)于剛體。2、沿作用(zuyng)線滑移。注意(zh y)點：3、傳到剛體內另一點。公公理理3第30頁/共103頁第三十一頁，共103頁。推理2 三力平衡(pnghng)匯交定理作用于剛體(gngt)上三個相互平衡的力，若其中兩個力的作用線匯交于一點，則此三力必在同一平面內，且第三個力的作用線通過匯交點。公公理理(gngl)3第31頁/共103頁第三十二頁，共103頁。注意(zh y)點：1、定理(dngl)反過來不成立。2、該定理提供的是剛體受三力作用處于平衡(p

12、nghng)時，三力作用線間的關系，并未講到大小關系。公公理理3第32頁/共103頁第三十三頁，共103頁。公理(gngl)4 作用和反作用定律注意(zh y)點：1、定理適用于剛體、變形體；適用于平衡(pnghng)的物體，也適用于運動的物體。2、作用力與反作用力的表示法。作用力和反作用力總是同時存在，同時消失，等值、反向、共線，作用在相互作用的兩個物體上。公公理理4第33頁/共103頁第三十四頁，共103頁。公理(gngl)5 剛化原理變形體（受拉力(ll)平衡）剛化為剛體(gngt)（仍平衡）變形體在某一力系作用下處于平衡，如將此變形體剛化為剛體，其平衡狀態保持不變。公公理理5第34頁/

13、共103頁第三十五頁，共103頁。剛體(gngt)（受壓平衡）柔性(ru xn)體（受壓不能平衡）注意(zh y)點：剛化原理是由剛體靜力學知識求解變形體靜力學問題的依據。反之不一定成立公公理理5第35頁/共103頁第三十六頁，共103頁。約約束束(yush)和和約約束束(yush)力力12 約束(yush)和約束(yush)力自由體：非自由體：可以任意運動（獲得(hud)任意位移）的物體。不可能產生某方向的位移的物體。約束：對非自由體的位移起限制作用的物體。約束力：約束力又稱為約束反力，或反力。約束對非自由體的作用力。第36頁/共103頁第三十七頁，共103頁。約束力大小(dxio) 待定方

14、向 與該約束所能阻礙(z i)的位移方向相反作用點 接觸(jich)處主動力：約束力以外的力，包括集中力與分布力。約約束束和和約約束束力力確定約束反力方向的原則第37頁/共103頁第三十八頁，共103頁。約束(yush)構成：1 1、光滑、光滑(gung hu)(gung hu)接觸面約束接觸面約束物體表面相互接觸，不考慮(kol)接觸處的摩擦。BA第38頁/共103頁第三十九頁，共103頁。約束約束(yush)(yush)特點：特點：約束限制被約束物體沿著接觸表面的公法線(f xin)方向進入約束內部的位移。約束(yush)反力：作用在接觸點處；方向沿接觸表面的公法線，并壓向受力物體。第39

15、頁/共103頁第四十頁，共103頁。FNFN光滑接觸面對物體的約束反力也稱為法向反力，一般用 表示。FNrFN力學(l xu)簡圖第40頁/共103頁第四十一頁，共103頁。光滑接觸面對非自由體的約束(yush)反力本質上只有一個。不能由約束(yush)本身確定（沒有法線或公法線）時，應由以后知識確定，不能隨便畫力。ABFNAFNBBA問題問題(wnt)(wnt)：兩個物體表面相互(xingh)接觸，是否一定存在公法線或法線？特別注意第41頁/共103頁第四十二頁，共103頁。FN切線(qixin)光滑接觸面約束光滑接觸面約束(yush)工工程實例程實例第42頁/共103頁第四十三頁，共103

16、頁。約束(yush)構成：由柔軟(rurun)的繩索、鋼絲繩、皮帶或鏈條等構成2 2、柔索約束、柔索約束(yush)(yush)第43頁/共103頁第四十四頁，共103頁。柔索對物體的約束反力一般用 表示。FTrFT約束約束(yush)(yush)特特點：點：約束限制被約束物體沿著柔索伸長方向(fngxing)的位移。約束(yush)反力作用在接觸點；方向沿著柔索，拉住被約束物體，是一拉力。第44頁/共103頁第四十五頁，共103頁。FT1FT2皮帶對輪的約束反力沿輪緣的切線方向(fngxing)，背離輪子，為拉力。第45頁/共103頁第四十六頁，共103頁。3 3、光滑、光滑(gung hu

17、)(gung hu)圓柱鉸圓柱鉸鏈約束鏈約束由圓柱銷釘(xiodng)將兩個鉆有相同大小孔的構件連接而成。約束(yush)構成：第46頁/共103頁第四十七頁，共103頁。ABFN約束約束(yush)(yush)特特點：點：約束只限制(xinzh)兩物體沿銷釘徑向的相對位移。約束(yush)反力屬于光滑接觸面約束，能確定時，約束反力只有一個法向反力。第47頁/共103頁第四十八頁，共103頁。ABFxFy當外界(wiji)載荷不同時，接觸點會變，則約束反力的大小與方向均有改變。 一般情況下，光滑圓柱鉸鏈的約束反力可用過孔中心的徑向平面內的兩個正交分力 、 表示。FxFy 第48頁/共103頁第

18、四十九頁，共103頁。FyFx力學力學(l (l xu)xu)簡圖簡圖光滑(gung hu)圓柱鉸鏈簡稱鉸鏈第49頁/共103頁第五十頁，共103頁。光滑圓柱(yunzh)鉸鏈約束工程實例第50頁/共103頁第五十一頁，共103頁。第51頁/共103頁第五十二頁，共103頁。(1) (1) 固定鉸鏈固定鉸鏈(jiolin)(jiolin)支座支座由圓柱銷釘連接的兩個鉆有相同大小孔的構件，其中(qzhng)之一與地面或機架固定。約束(yush)構成：第52頁/共103頁第五十三頁，共103頁。FN約束約束(yush)反力：反力：FyFx與光滑(gung hu)圓柱鉸鏈相同第53頁/共103頁第五

19、十四頁，共103頁。FyFx力學力學(l (l xu)xu)簡圖簡圖固定鉸鏈(jiolin)支座簡稱固定鉸支座第54頁/共103頁第五十五頁，共103頁。(2)(2)向心向心(xin xn)(xin xn)軸承軸承（徑向軸承）（徑向軸承）由軸與軸承(zhuchng)組成約束(yush)構成：滑動向心軸承滾動向心軸承第55頁/共103頁第五十六頁，共103頁。約束約束(yush)(yush)特點：特點：軸在軸承(zhuchng)孔內，軸為非自由體，軸承(zhuchng)為約束。約束與固定(gdng)鉸支座類似第56頁/共103頁第五十七頁，共103頁。FAyFAxFAxFAyFA約束約束(yus

20、h)(yush)反力：反力：第57頁/共103頁第五十八頁，共103頁。4 4、其它類型、其它類型(lixng)(lixng)約束約束（1）、滾動(gndng)支座在固定鉸支座與光滑固定平面(pngmin)之間裝有光滑輥軸而成。滾動支座又稱滑動鉸支座，或稱輥軸支座。約束構成：第58頁/共103頁第五十九頁，共103頁。約束約束(yush)(yush)特點：特點：約束限制被約束物體沿著接觸(jich)表面的公法線方向進入約束內部的位移。第59頁/共103頁第六十頁，共103頁。FN約束約束(yush)反反力：力：滾動支座約束力：過銷釘中心且光滑(gung hu)面的一個約束力。FN力學(l xu

21、)簡圖鏈桿約束第60頁/共103頁第六十一頁，共103頁。液壓舉升鋼筒鏈桿約束鏈桿約束(yush)-(yush)-工程實例工程實例第61頁/共103頁第六十二頁，共103頁。通過球與球殼將構件(gujin)連接。約束(yush)構成：（2 2）、球鉸鏈）、球鉸鏈(jiolin)(jiolin)第62頁/共103頁第六十三頁，共103頁。約束(yush)特點：（2 2）、球鉸鏈）、球鉸鏈(jiolin)(jiolin)構件可以繞球心任意轉動，但約束限制(xinzh)構件與球心不能有任何相對移動。當忽略摩擦時，球與球座是光滑約束問題。第63頁/共103頁第六十四頁，共103頁。FN約束約束(yus

22、h)反反力：力：通過接觸點，并指向球心，是一個過球心的法向反力。如果不能預先確定時，這一空間力可用三個正交分力(fnl)表示。力學(l xu)簡圖AB第64頁/共103頁第六十五頁，共103頁。約束(yush)構成：（3 3）、止推軸承）、止推軸承(zhuchng)(zhuchng)由軸與軸承構成，但一端(ydun)有推力軸瓦。止推軸承滑動止推軸承第65頁/共103頁第六十六頁，共103頁。約束(yush)特點：（3 3）、止推軸承）、止推軸承(zhuchng)(zhuchng)軸承(zhuchng)既限制軸沿徑向的移動，又限制軸沿軸向的移動。第66頁/共103頁第六十七頁，共103頁。FBx

23、約束約束(yush)反力：反力：比向心軸承多一個軸向力。即有三個正交分力(fnl)表示。力學(l xu)簡圖FByFBz第67頁/共103頁第六十八頁，共103頁。約束約束(yush)(yush)總總結結（1）光滑(gung hu)接觸面約束（2）柔索約束(yush)（3）光滑圓柱鉸鏈約束（4）其它約束滾動鉸支座光滑球鉸鏈約束止推軸承固定鉸支座向心軸承第68頁/共103頁第六十九頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖1-3 物體(wt)的受力分析和受力圖受力圖 在分離體圖上畫出研究對象所受的全部力（包括(boku)主動力與約束反力），該圖稱為研究對象的受力圖。分離

24、體圖把研究對象解除約束，從周圍物體中分離出來，畫出簡圖。注意點：受力圖中應解除約束！第69頁/共103頁第七十頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖3、按約束性質(xngzh)畫出所有約束（被動）力2、畫出所有(suyu)主動力1、取所要研究物體為研究對象，畫出其分離體圖畫受力圖步驟：第70頁/共103頁第七十一頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖例1-1碾子重為 ，拉力為 ， 處光滑接觸，畫出碾子的受力圖。解：畫分離(fnl)體圖畫主動力畫約束力BAFFNBFNAFPBAP第71頁/共103頁第七十二頁，共103頁。物物體體的的

25、受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖例1-2 屋架受均布風力 （N/m），屋架重為 ，畫出屋架的受力圖。解：取屋架(wji)為研究對象，畫分離體圖畫主動力畫約束力FNBFAyFAx注意(zh y)點：分布載荷必須如實畫力！第72頁/共103頁第七十三頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖例1-3 問題(wnt)：有兩個物體(wt)，應先考慮畫哪個物體(wt)的受力圖？如圖所示結構，畫AD、BC及整體的受力圖。DCBAP第73頁/共103頁第七十四頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖先畫梁AD 的受力圖(lt)AD的受力圖(l

26、t)如圖（a）再畫桿BC 的受力圖BC的受力圖如圖（b）問題：受力圖對否？ACDPFCxFCyFAxFAyBCFCxFCyFBxFBy圖（a）圖（b）DCBAP第74頁/共103頁第七十五頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖二力構件(gujin)：沒畫對受力圖(lt)的主要原因是：沒有事先判斷出BC 是滿足二力平衡條件的。二力構件的特點：1、不計自重2、不受其它主動力的作用3、只在兩處受到約束，且約束反力的方向不確定滿足上述三點的構件，無論形狀如何，均稱為二力構件。如果二力構件是桿件，則稱為二力桿。受二力作用處于平衡的構件第75頁/共103頁第七十六頁，共10

27、3頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖注意(zh y)點：對物體系統，畫受力圖時，應先判斷有無(yu w)二力構件（或二力桿），若有，應先考慮畫二力構件（或二力桿）的受力圖。第76頁/共103頁第七十七頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖解：取BC 桿為研究(ynji)對象取AD 梁為研究(ynji)對象BCACD圖（a）圖（b）FBFCFAxFAyFCP其受力圖如圖(a)其受力圖如圖 (b)DCBAP銷釘連接兩個物體時，一般將銷釘歸入其中之一，此時可按作用力與反作用力關系畫銷釘處的約束反力。注意點：第77頁/共103頁第七十八頁，共103

28、頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖取整體為研究(ynji)對象BCACD圖（c）FBFAxFAyP其受力圖(lt)如圖 (c)DCBAPBCFBFCACDFAxFAyFCP第78頁/共103頁第七十九頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖注意(zh y)點：1、受力圖中只畫研究(ynji)對象的外力，不畫內力。1、整體受力圖與部分受力圖要一致。第79頁/共103頁第八十頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖若這樣(zhyng)畫，梁AD 的受力圖又如何改動?BC 桿的受力圖(lt)能否畫為圖（d）所示？BC

29、FBFC圖（d）DCBAPACD圖（e）FAxFAyFCPDCA圖（f）PFCFA考慮到AD在三力作用下處于平衡，可利用三力平衡匯交定理畫出AD 的受力圖如圖（f）所示。BCFBFC第80頁/共103頁第八十一頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖DCBAPDCAPFCFABCFBFC整體(zhngt)的受力圖如圖 (g)BCACD圖（g）FBPFA第81頁/共103頁第八十二頁，共103頁。物物體體的的受受力力分分析析(fnx)和和受受力力圖圖注意(zh y)點：1.畫受力圖時，應按約束(yush)的性質畫約束(yush)反力。對約束(yush)反力的指向，沒

30、有必要按平衡去判斷。2.可以利用三力平衡匯交定理確定約束反力的方位。第82頁/共103頁第八十三頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖看教材(jioci)20頁圖1-24.第83頁/共103頁第八十四頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖不計三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左拱AC 、右拱CB 與整體(zhngt)受力圖。F例1-4 第84頁/共103頁第八十五頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖AC受力圖(lt)如圖（c）所示系統(xtng)整體受力圖如圖（d）所示BC 受力圖如圖（b）所示FCFBFBFAxFAyFFAxFAyF第85頁/共103頁第八十六頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖考慮到左拱 在三個力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱 的受力圖，如圖（e）所示此時整體(zhngt)受力圖如圖（f）所示FAF第86頁/共103頁第八十七頁，共103頁。物物體體(wt)的的受受力力分分析析和和受受力力圖圖討論1：若左、右兩拱都考慮自重(zzhng)，如何畫出各受力圖？F第87頁/共103頁第八十八頁，共103頁。物物體體(wt