文档介绍：理论力学课件
扬州大学水利科学与工程学院
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绪论
*理论力学的研究对象和内容
*学****目的和学****方法
*教学参考书
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理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门学科
机械处理的对象均为刚体。
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§0－3 结构的构件与分类
工程结构：由工程材料制成的构件，按合理方式组成为能支承荷载，传递力，起骨架作用的整体或某一部分。
构件按几何特征可分为三类：杆、板壳、块体
杆件
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板和壳
块体
——板
——壳
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§1-1 力的概念
第一章基本概念及基本原理
理论力学仅研究力的运动效应，其物体的力学模型为刚体
力对物体的作用效应：
力：是物体间相互的机械作用。
力的运动效应或称为外效应
力的变形效应或称为内效应
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* 集中力——有固定作用点的定位矢量（力的表示）。
* 分布力——分布于物体的某一体积或某一面积上。
力对物体的作用效果决定于力的三要素：
大小、方向和作用点。
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集中力
汽车通过轮胎作用在桥面上的力
F1
F2
F1
F2
F1
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分布力
桥面板作用在钢梁的力
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力系——作用在物体上的一群力。
汇交力系
平面力系
空间力系
平行力系
任意力系
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力的可传性
作用在刚体上的力是滑移矢量，力的三要素为大小、方向和作用线。
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。
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刚体与变形体模型
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刚
体
F´
F
F
F'
F ´
F
F
F'
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变形体
F´
F
F
F'
F ´
F
F'
F
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*平衡力系——力系作用于某一物体而使它保持平衡
*力系的平衡条件——平衡力系应满足的条件
*等效力系——作用于物体上的一个力系可以用另一个力系来代替，而不改变原力系对物体作用的效应，则这两个力系互为等效力系
*合力——如果一个力与一个力系等效，则该力称为此力系的合力
*分力——力系中的各力称为该合力的分力
力系对物体产生的作用效应为力系中各力对物体产生的的作用效应之和。
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*力系的简化——用简单的力系等效替换较复杂的力系

作用于物体的力系往往较为复杂，在研究物体的运动或平衡问题时，需要将复杂的力系加以简化，然后再讨论物体的运动或平衡规律。
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§1-2 静力学公理
公理1 力的平行四边形法则
作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力，合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定。
A
F1
F2
FR
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力三角形只是表示各力的大小和方向，并不表示各力的作用线的位置。必须注意力三角形的矢序（矢量顺序）规则：分力矢首尾相接，而合力矢则从第一个分力矢的起点指向最后一个分力矢的终点。
实际应用时无需作出整个平行四边形，而只需画出平行四边形的一半，即用力三角形即可求出二力的合力矢。称为力三角形法则。
A
F1
F2
FR
F1
F2
FR
F1
F2
FR
b
a
c
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此公理给出了力系简化的基本方法。
平行四边形法则是力的合成法则，也是力的分解法则。
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公理2 二力平衡条件
两个力使刚体平衡的充分必要条件：
作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：
这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。
两力共线
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此公理揭示了最简单的力系平衡条件。它是处理复杂力系平衡问题的基础。
只在两力作用下平衡的刚体称为二力体或二力构件。
当构件为直杆时称为二力杆。
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公理3 加减平衡力系原理
在作用于刚体上的力系中加上或减去任意的平衡力系，不改变对刚体的作用。
此公理是研究力系简化的重要依据。
证明力的可传性：
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平衡时必与共线，则三力必汇交O 点，且共面。
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，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
三力平衡汇交定理
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公理4 作用和反作用定律
作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，它们等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。
在画物体受力图时要注意此公理的应用。