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(共17张PPT)
理论力学绪论
一、理论力学的研究对象
理论力学(Theoretical Mechanics)：
机械运动(Mechanical Motion):
机械运动是人们生活和生产实践中最常见的一种运动。
理论力学所研究的是机械运动中最一般、最普遍的规律，是各门力学分支的基础。
研究物体在力作用下机械运动基本规律的科学。
物体在空间的相对位置随时间的改变。
平衡(Equilibrium)是机械运动的特殊情况。
理论力学绪论
绪 论
美国纽约马尔克大桥坍塌
理论力学的研究内容
　　本课程研究的内容是速度远小于光速的宏观物体的机械运动，它以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础，属于古典力学的范畴。
　动力学(Dynamics)：研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
　静力学(Statics)：研究受力物体的平衡规律。物体受力分析、力系简化和力系的平衡条件。
本课程的内容包括以下三个部分：
　运动学(Kinematics)：研究物体的几何位置随时间变化的规律（如轨迹、速度和加速度等）。
绪 论
理论力学的研究方法
从实践出发，经过抽象化、综合、归纳、建立公理，再应用数学演绎和逻辑推理而得到定理和结论，形成理论体系，然后再通过实践来验证理论的正确性。
绪 论
建立力学模型
归纳和演绎
学习理论力学的目的
为解决工程问题打下一定的基础。
为学习一系列后续课程做好准备。
培养辩证唯物主义世界观，培养正确的分析问题和解决问题的能力，为今后解决生产实践问题，从事科学研究工作打下基础。
绪 论
　　例：如图所示两等长杆AB与BC在点B用铰链连接, 又
在杆的D, E两点连一弹簧。弹簧的刚度系数为k, 当距离等
于a时，弹簧内拉力为零, 不计各构件自重与各处摩擦。如
在点C作用一水平力F，杆系处于平衡，求距离AC之值。
l
b
B
E
D
C
A
F
x
l
b
B
E
D
C
A
F
x
F1
F'1
解：去掉弹簧，代之以力。
x
y
列虚功方程
而
求变分
代入虚功方程，得
G
B
E
C
D
A
F
例：图示结构, 各杆自重不计，在G点作用一铅直向上的力F， AC=CE=CD=CB=DG=GE= l。求支座B的水平约束力。
G
B
E
C
D
A
F
G
B
E
C
D
A
F
y
x
FBx
解：将支座 B 的水平约
束解除，代之以相应的
约束反力FBx, 把此力当
作主动力。
用解析法。
列虚功方程
写出坐标
其变分为
代入虚功方程
4m
4m
3m
6m
3m
6m
4m
M
A
H
G
F
E
D
C
B
FB
例：多跨静定梁，
求支座B处反力。
解：解除支座 B
的约束，代之约
束力FB, 将FB看
作主动力。
F1
F2
给系统虚位移
4m
4m
3m
6m
3m
6m
4m
F1
F2
M
A
H
G
F
E
D
C
B
列虚功方程
4m
4m
3m
6m
3m
6m
4m
M
A
H
G
F
E
D
C
B
FB
F1
F2
B
C
A
E
D
例：均质杆AB长2l，一端靠在光滑的铅垂墙壁上，另一端
放在固定光滑曲面DE上。欲使细杆能静止在铅垂平面的
任意位置，问曲面的曲线DE的形式应是怎样的？
解：取杆为研究对象。
P
x
y
列虚功方程
所以
当杆贴在墙上时，
又
由两点间距离公式得
得
以不解除约束的理想约束系统为研究对象。若系统存在非理想约束，如弹簧力、摩擦力等，可把它们计入主动力，则系统又是理想约束系统，可选为研究对象。
若要求解约束反力，需解除相应的约束，代之以约束反力，并计入主动力。应逐步解除约束，每一次研究对象只解除一个约束，将一个约束反力计入主动力。
应用虚位移原理求解质点系平衡问题的步骤和要点：
1、正确选取研究对象：
2、正确进行受力分析：
画出主动力的受力图，包括计入主动力的弹簧力、摩擦
力和待求的约束反力。
3、正确进行虚位移分析，确定虚位移之间的关系。
4、应用虚位移原理建立方程。
5、解虚功方程求出未知数。
绪 论
结 束

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