静力学概念和公理.ppt

第一章 静力学的基本概念和公理 ◆理论力学与物理课程中力学部分内容的区别 《理论力学》课程介绍 ◆典型的工程实例 ◆学习《理论力学》的一些学习方法 第一章 静力学的基本概念和公理 ◆理论力学与物理课程中力学部分内容的区别 （3）物理学中一些定律的应用是有限制条件的； （4）理论力学的研究方法。 （2）力学、物理学的研究对象不同； （1）力学和物理学的关系； 《理论力学》课程介绍 工程问题 力学模型 数学模型 分析计算 符合实际 ？ 结束 是 否 力学知识 工程经验 力学理论 数学工具 (4)理论力学的研究方法 ◆学习《理论力学》的一些学习方法 ? 大学阶段只能获取需用“知识”的10％，其余90％知识要在工作中不 断学习，必须“终生学习”。要学会自我学习自我发展。学会收集信 息、选择信息、处理信息，提高知识更新的能力。 ? 多思考,多提问,提高分析能力、思维能力和解决问题能力。不能仅 满足于做一些具体题目,避免高分低能。 ? 做好课堂笔记。只记要点,学会做笔记是基本功之一。 听讲占七分 时间，三分时间笔记。 ? 做作业的重要性在与做的过程。写出具体求解过程,掌握解题步骤、 分析方法。不要“眼高手低”，认为会做或看题简单，就不做了。更 不能抄作业。 第一章 静力学的基本概念和公理 （1）静力学 （2）运动学 （3）动力学 ◆理论力学包括三大部分： 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（研究问题的性质）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。 几个基本概念 1.刚体 物体变形很小时,变形对物体的运动和平衡的影响甚微, 可以忽略不计，这时的物体就可以抽象为刚体。 刚体是一种抽象化的理想的力学模型。刚体是对实际物体的抽象与理想化。 2.质点 质点—物体体积和形状可忽略不计,而具有质量的一个物体。类似几何学中的“点”，但有质量。 ◆ 所研究的物体体积远远小于其运动区域的尺度时，可以将物体简化为一质点。 ◆ 如果不计物体各部分运动的差别时, 可以将物体简化为一质点。如，汽车的运动。 ◆ 刚体是由连续分布质点组成的质点系，并且在力的作用下，质点之间不发生变形、位移。 多个质点组成质点系。 ◆一个物体究竟简化成什么样的力学模型(质点或刚体)来进行分析、研究，取决于问题的性质。 质点也是对实际物体的抽象与理想化。 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。 力的效应 运动效应—改变物体运动状态的效应 变形效应—引起物体变形的效应 力的三要素：大小、方向、作用点。 3.力 等效力系——作用于同一物体, 且作用效果相同(运动、变形）的力系。 平衡力系——能使物体维持平衡的力系。 作用力的抽象与理想化——集中力与分布力。 物体所受的力是作用在接触面积上的分布力。很多情形下，这种分布力是比较复杂的。 当分布力作用面积很小时，为了分析计算方便起见，将分布力理想化为作用于一点的合力，称为集中力。 §1–2 静力学公理 课堂讨论题: 1. 一对平衡力与一对作用力、反作用力的区别？ 4. 三力平衡汇交定理是平衡的必要条件，而不是 充分条件？ 5. 刚化原理有何意义？ 3. 力的可传性原理的适用条件？ 2. 加减平衡力系公理是否对任何情况都成立？ §1–3 约束和约束反力 1、自由体 2、非自由体 3、约束 4、约束力 5、主动力 ：可以任意运动（获得任意位移）的物体。 ：运动(位移)受到某些限制的物体。 ：约束对物体的作用力。约束力是受力分析的重点。 ：由周围物体所构成的、对物体运动起制约作用的一些限制条件。 ：能主动地使刚体运动或使刚体有运动趋势的力。 ? 基本概念： 6、关于约束力，要解决两个问题： 如重力，拉力，推力，风力，水压力。 （1）约束力的方向怎样确定？ （2）约束力的大小怎样确定？ 作用在物体上的力分为主动力、约束力两类： 约束力总是出现在可能阻碍物体运动的方向上，可由运动学的分析来判断，而其实际出现的方向和大小，一般要通过动力学方程的求解才能确定。 约束力具有“被动”的性质。一般情况下，约束力是随着作用在物体上其他力和物体运动状态的变化而改变的。 约束力：由周围物体所构成的、对物体运动起制约作用的力。 主动力: 能主动地使刚体运动或使刚体有运动趋势的力。如重力，拉力，推力，风力，水压力。 工程问题中，主要研究约束力。 (1)首先