理论力学(注册电气工程师考试培训资料)课件

4-1作用和反作用力：一对力，等值反向，作用在不同物体上二力平衡：一对力，等值反向，作用在同一刚体上4-2汇交力系各分力首尾相连合力则反向连接4-3-1链杆：两端铰链连接，中间不受力，不计自重。（约束反力永远沿两铰链的连线；不要被几何形状迷惑）三力汇交平衡：物体受三个力作用保持平衡，若其中两个力相交，则第三力必与其共面且汇交与同一点4-3-2AB4-4汇交力系各分力首尾相连，若构成的力多边形自行封闭，(即合力R=0)则该力系平衡4-5平面任意力系的主矢、主矩均不为零，则可进一步合成为一个合力。力偶的性质：保持力偶矩大小转向不变可任意改变力偶中力的大小和力偶臂的长短 令：d=M/F 则F=F=F =由加减平衡力系公 理减去F，F MFFdFF4-6链杆：两端铰链连接，中间不受力不计自重性质：约束反力沿两个铰链的连线ACD4-7使经过O且垂直于X（Y）轴的力在力矩方程中出现。AOXYF4-8三力汇交平衡AB4-9链杆的定义铰链上的力可视为作用在销钉上FNNNCCBCA4-10铰链上力的处理链杆的定义由平衡方程 x=0 y=0或采用几何法 作力多变形FN1N2N1N24-11取整体求N：对A：M=0取BC求T：对B：M=0NNTF4-12EGC：Y=0 求出Yc=0.5F整体：对A M=0 求出Yb=-0.75FBED：对D M=0求出Xb=YcYcYbXbRb4-13AC：对A M=0 求Nc4-14力偶只能和力偶平衡4-15力偶可在其作用面内移动，不会改变其对刚体的效应dNmmmN4-16力偶臂不同BABA4-17主矢为零主矩不为零4-18整体DEBBDEAB4-19AB:CDE:三力汇交 Fc4-20BD是链杆CDA力偶平衡ABDCD4-21构建受四力作用而平衡，该四力两两平行，则必构成两个平衡力偶。4-22只有CD、EF是链杆ECB杆三力汇交于G整体力偶平衡，A、B处反力构成力偶GABG4-23整体：CBANbCBBAC4-24平面桁架使用截面法取y轴垂直AD，令YDAB4-25桁架节点若某方向只有一根杆且无该外力或外力与该杆垂直，则该杆为零杆。图中3，4，11为零杆34114-26同4-25123454-27摩擦角的定义：全反力和法线的夹角全反力：最大摩擦力和法向反力的合力。自锁现象：不管主动力有多大，其和法线的夹角小于等于摩擦角，则平衡，称为自锁；反之则不平衡。如图平衡合力4-28最大摩擦力下滑力86.6808.64-29当平衡需要的摩擦力小于最大摩擦力，则实际摩擦力由平衡方程确定最大摩擦力=500*0.3=150下滑力=100摩擦力=1004-30平面任意力系的合成，主矢主矩均不为零可进一步合成为合力。(参见4-5)4-31当力（或其某个分力）和轴平行，则该力（或该分力）对该轴无矩当力（或其某个分力）和轴相交，则该力（或该分力）对该轴无矩当力（或其某个分力）和轴既不平行，又不相交，则对该轴有矩。大小：该力（或该分力）的大小*两直线间的距离；方向：从矩轴正向看，顺时针为+，逆时针为-。4-32主矢为零主矩不为零4-33使重心落在AD上，即注意：挖空面积为负；坐标有正负号背出三角形重心位置ABxy4-34同4-33使重心落在x轴上xyx4-35两部分材料比重不同4-36瞬时加速度任意时刻加速度4-37在折返点速度为零。4-38全加速度矢量和轨迹曲线不同位置的主法线的夹角不同，切向加速度也不同，变速运动。4-394-404-41AB曲线平动，定轴转动，CD曲线平动，注意区别曲线平动和转动ABCMD4-42轮缘上A作曲线（圆周）运动，其加速度分为切向和法向V4-43定轴转动刚体上任意点的速度总垂直于它到转动轴的距离，指向和角速度的转向一致。不要被几何形状迷惑4-44-1VbatanBA4-44-24-45A作圆周运动必有法向加速度B作圆周运动必有法向加速度C 作匀速圆周运动4-46ABC曲线平动，每一点的轨迹、速度加速度完全相同。Vc=Va=rVcVaABC4-47YxBA4-48理由同4-45(a)作圆周运动必有法向加速度(c)作圆周运动必有法向加速度(b)作匀速圆周运动4-49全加速度的大小和半径成正比全加速度和主法线的夹角处处相同。4-50-1一个动点 两套参考系 动点三种运动 静系 动系4-50-2动点动系选择三原则：1、通常选接触点位动点，明确在哪个刚体上 2、动点和动系不能选在同一个刚体上。3、相对运动轨迹容易判断速度合成定理：4-50-3动点：AB上A动系：固结在轮O上以后统一：绝对速度相对速度牵连速度4-51动点：OA上A动系：固结在O1B上4-52AB平面运动。平面运动刚体的速度瞬心在其上两点速度垂线的交点上4-53纯滚动轮子的速度瞬心在其和地面的接触点O4-54-1瞬时平动（瞬心在无穷远）刚体作瞬时平动，其上各点速度大小方向向同，但加速度不同求加速度通常不用瞬心法，而采用基点法。4-54-2AB瞬心在无穷远，瞬时平动AO杆角加速度为零AB杆角加速度不为零 VAanVBAO4-55基点O，各点的Ommn4-56取如图坐标系，注意 都是代数值。xy4-574-58按质心运动定理，所以质心C垂直下落4-59按质心运动定理，所以质心C垂直下落CC4-60（1）作平动；（2）作平面运动4-61由质点系动量矩定理：对（1）FR-mgR=J+maR对（2）FR-mgR=J+maR+MaR4-62质心运动定理4-63冲量的定义：力随时间的积累效应（功是力随路程的积累效应，注意区别）4-64由动量定理得积分形式：4-65动量矩和速度有关和加速度无关平行移轴定理：长为L，质量为M的均质杆对通过质心且垂直于轴线的轴的转动惯量为4-66因铰链A处不能传递转动，故轮A作曲线平动4-67OA作定轴转动，其动能 。但其不计质量动能为0AB平面运动，此时作瞬时平动，其动能按平动计算轮B作平面运动瞬心为C4-68设动能T，势能V则：T+V=C=0开始系统静止T=T=W4-69由弹簧的功：4-70OA作定轴转动，其动能 AB平面运动，此时作瞬时平动，其动能按平动计算滑块B作直线运动4-71OA平动，其动能为轮平面运动，瞬心为COAC4-72虚拟惯性力和虚拟惯性力偶FQMFQFQM”MM”4-73惯性力系合力的大小和方向与主矢相等4-74Cy4-75-1虚位移：约束允许下的微小位移AB平面运动瞬心K由几何关系AB中点C的虚 位移沿AB如图KC4-75-2由点的复合运动：C4-76BD平动EF平面运动，F是瞬心4-77AB杆重心相对广义坐标x没有位移。GP4-784-79-1串联弹簧的相当刚性系数（类似电阻并联）：并联弹簧的相当刚性系数（类似电阻串联）：两种工况均为谐振动，其通解为4-79-2 4-80均属谐振动，