理论力学精品课程第一章静力学概念和公理.pptxVIP

第一章静力学的基本概念和公理静力学的基本概念和公理静力学理论力学中国矿业大学理学院力学系巫静波

理论力学是研究物价机械运动一般规律的学科0101020304静力学：研究受力物体在力系作用下的平衡；运动学：从几何角度研究物体的运动；动力学：研究受力物体的运动与作用力之间的关系。020304一、理论力学的研究对象和内容绪论

STEP1STEP2STEP3通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行多次的科学实验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本的规律。将理论力学的理论用于实践，在解释世界、改造世界中不断得到验证和发展。在对事物观察和实验的基础上，经过抽象化建立力学模型，形成概念，在基本规律的基础上，经过逻辑推理和数学演绎，建立理论体系。二、理论力学的研究方法

1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》；1900年普朗克的量子力学与1905年爱因斯坦相对论的提出。以积累资料为主要特征；经典力学；应用力学。三、力学发展简史

为解决工程实际问题打下一定的基础。有助于培养正确的分析问题和解决问题的能力，为今后解决生产实际问题，从事科学研究工作打下基础。为学好后续力学课程做好准备。四、学习理论力学的目的

213准确地理解基本概念；学会一些处理力学问题的基本方法。熟悉基本定理与公式，并能在正确条件下灵活应用；五、基本要求

第一篇静力学★物体的受力分析★力系的等效替换（或简化）★建立各种力系的平衡条件

※刚体和力的概念※静力学公理※约束和约束反力※结论与讨论※物体的受力分析和受力图第1章静力学公理和物体的受力分析

§1-1刚体和力的概念刚体是一种理想的力学模型。一个物体能否视为刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。刚体——在外界的任何作用下形状和大小都始终保持不变的物体。或者在力的作用下，任意两点间的距离保持不变的物体。

1.力的定义力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。确定力的必要因素3.力的三要素大小方向作用点2.力的效应外效应—改变物体运动状态的效应。内效应—引起物体变形的效应。力的定义

力的单位F——在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)N=1公斤?米/秒2（kg?m/s2)。力的表示法——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。1234

§1–2静力学公理1.基本概念力系——作用于同一物体或物体系上的一群力。等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。平衡力系——能使刚体维持平衡的力系。分力——一个力等效于一个力系，则力系中的各力称为这个力（合力）的分力。合力——能和一个力系等效的一个力。基本概念

公理一(二力平衡公理)公理一?公理二要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。F1F2ABF1=F2注意：公理对于刚体的平衡是充要条件，而对变形体仅为平衡的必要条件；

公理二(加减平衡力系公理)推论1(力在刚体上的可传性)作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB推论可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。

即，合力为原两力的矢量和。A公理三(力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。F1F2FR公理三矢量表达式：FR=F1+F2

AF1F2FR公理三AF1F2FRAF1F2FR力三角形法公理三(力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。

推论2(三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。F1FF2A=证明：F1F2F3A3AA2A1推论

F3FA=A3F1F2F3A3AA2A1证明：推论2(三力汇交定理)当刚体在三个力作用下平衡时，设其中两力的作用线相交于某点，则第三力的作用线必定也通过这个点。

公理四?公理五任何两个物体相互作用的力，总是大小相等，作