工程力学电子教案

教材：张定华 高等教育出版社

教材类别：教育部高职高专规划教材

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绪论

1．工程力学的研究对象：

机械运动规律及机械构件强度、刚度、稳定性 2．工程力学的主要内容：

静力学、材料力学、运动学和动力学（静力学是基础） 3．学习工程力学的目的：

为专业设备的机械运动分析和强度分析提供必要的理论基础 4．工程力学的学习方法：

1）理解工程力学的基本概念和基本理论； 2）掌握并能应用所学的定理和公式； 3）演算一定量的习题。

第一章 静力学的基本概念

刚体：在力的作用下不变形的物体。

平衡：物体相对于地球处于静止状态或匀速直线运动状态的一种特殊状态。 力系：作用于被研究物体上的一组力。（平衡力系）

等效力系：若两力系分别作用于同一物体而效应相同，则二者互称等效力系。 合力：若力系与一力等效，则称此力为该力系的合力。 力系的简化：用简单力系等效替代复杂的力系。

第一节 力的概念

一、力的定义

力：物体之间的相互机械作用。

力对物体的效应：外效应或运动效应（机械运动状态的变化）；内效应或变形效应（物体的变形）。 二、力的三要素

力的大小、方向和作用点。 三、力的单位（N或KN） 四、力的表示方法

1．力的作用线：图1-1（略）

（长度--大小；方位和箭头--方向；起点或终点--作用点。）与线段重合的直线称为力的作用线。

2．力F在坐标轴的投影：图1-2（略）

力的正负：由起点a到终点b（或a'至b'）的指向与坐标轴正向相同时为正。 力F在X轴和Y轴的投影公式

Fx?Fcos?Fy??Fsin?力F的大小及方向公式：

F?Fx2?Fy2tan??五、力的性质 1．二力平衡条件

两力必须等值、反向和共线；二力构件。 2．加减平衡力系原理

加或减去任一平衡力系时，作用效应不变。 证明：三力共线大小相等，图1-4（略）

*力的可传性：刚体，力可沿其作用线滑移至刚体上的任一位置。 3．力的平行四边形定则 1）平行四边形法则

作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用这两个国邻边所作的平行四边形的对角线来确定。（作用点：同点；合力线：平行四边形对角线）

图1-5： FR?F1?F2

2）平面汇交力系

作用线共面且汇交于同一点之力系。

平面汇交力系的合力矢量等于力系各分力的矢量和。 3）合力投影定律

力系的合力在某轴上的投影等于力系中各分力在同轴上投影的代数和。 4）三力平衡汇交定律

刚体受三个共面但相互不平行的力作用而平衡时，三力必汇交于一点。 证明：先移两力并得一合力，由平衡知第三力必与合力在同一直线上。 5）作用与反作用定律

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