考研复试力学知识点汇总
力学复试面试知识

力学复试面试知识引言力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动和力的作用。
在力学复试面试中,考官通常会考察学生对力学的基本概念、原理和应用的理解。
本文将以标题所给的要求,介绍力学复试面试知识,帮助考生更好地应对面试。
一、牛顿力学牛顿力学是经典力学的基础,主要研究质点和刚体的运动规律。
以下是牛顿力学的重要概念和原理:1.1 质点质点是一个物理学上的理想化模型,假设物体的大小和形状可以忽略不计,只考虑其质量和位置。
1.2 力力是物体之间相互作用的原因,通常用矢量表示。
力的大小和方向决定了物体的运动状态,根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
1.3 力的合成与分解力的合成是指将多个力合成为一个力的过程,力的分解是指将一个力分解为多个力的过程。
力的合成与分解是力学中常用的分析方法,可以简化问题的求解。
1.4 运动学运动学研究物体的运动规律,包括位移、速度和加速度等概念。
位移是物体从一个位置到另一个位置的距离和方向的变化,速度是物体单位时间内位移的变化,加速度是物体单位时间内速度的变化。
1.5 动力学动力学研究力与物体运动之间的关系,主要包括质点的运动方程和刚体的运动方程。
质点的运动方程描述了质点在给定力作用下的运动规律,刚体的运动方程描述了刚体绕固定轴的旋转规律。
二、应用力学应用力学是力学理论在实际问题中的应用,以下是常见的应用力学知识:2.1 静力学静力学研究物体处于平衡状态下的力学性质,主要包括平衡条件和杠杆原理。
平衡条件要求物体受力的合力为零,力矩的合为零。
杠杆原理是指杠杆两端受力的乘积相等。
2.2 动力学动力学研究物体在外力作用下的运动规律,主要包括牛顿第二定律和动量定理。
牛顿第二定律描述了力与物体运动之间的关系,动量定理描述了物体动量的变化情况。
2.3 弹性力学弹性力学研究物体变形后恢复原状的力学性质,主要包括胡克定律和弹性力场的描述。
胡克定律描述了弹性体受力后的变形情况,弹性力场描述了弹性体内部的力分布情况。
工程力学复试简答题

工程力学复试简答题第一部分:力学基础知识1. 牛顿定律•第一定律:惯性定律–物体在没有受到外力作用时将保持静止或匀速直线运动•第二定律:运动定律–物体受到的合力等于质量乘以加速度– F = ma•第三定律:作用与反作用定律–任何两个物体之间都存在着大小相等、方向相反的相互作用力2. 动力学•分析物体的运动的原因和规律•利用牛顿第二定律可推导出加速度、速度和位移的关系•常用运动方程:–位移:s = vot + 1/2at^2–速度:v = vo + at–加速度:a = (v - vo) / t3. 静力学•分析物体处于静止或平衡状态时受到的力的分布和关系•支持反力、摩擦力、重力等力的分析与计算•平衡条件:–平衡时物体受到的合力为零:ΣF = 0–平衡时物体受到的力矩为零:ΣM = 0第二部分:刚体力学1. 基本概念•刚体:形状不变的物体•刚体运动:–可以整体平移或绕固定转轴旋转的运动•纯滚动:刚体的旋转和平移同时进行,接触点速度为零2. 质点力学•质点:大小和形状可以忽略的物体•质点的运动:描述质点的位置和速度随时间的变化关系•动量:质点的质量乘以速度,与质点的运动状态相关3. 刚体动力学•质心:刚体的质量中心•质心运动:刚体的平动运动•转动定轴:刚体绕定轴旋转•转动惯量:刚体对于绕定轴旋转的惯性大小,取决于物体的质量和形状•角动量:刚体绕定轴旋转的角动量,取决于物体的转动惯量和角速度第三部分:弹性力学1. 弹性体概念•弹性体:在外力作用下能够发生变形,但撤去外力后能够完全恢复原状的物体•应力:单位面积上的力的大小•应变:物体受力后的形变程度2. 胡克定律•胡克定律描述了弹性体力学性质的基本规律:–应力与应变成正比,比例系数为弹性模量•弹性模量:描述了物质对于受力产生应变的抵抗程度•弹性体力学应用:–研究各种结构的稳定性和强度–设计各种工程元件和结构3. 三维弹性力学•三维弹性力学用于描述三维空间中任意形状弹性体受力情况•弹性体受力分析方法:–应力分析:根据材料性质和受力情况计算应力的分布–应变分析:根据应力分布和材料性质计算应变的分布–变形分析:根据应变分布和材料性质计算变形的分布第四部分:流体力学1. 流体基本性质•海伦公式:判断流体的性质是液体还是气体–当压缩因子小于0.3时,视为气体–当压缩因子大于0.3时,视为液体或固体•液体和气体的基本性质:密度、粘度、流动性2. 流体力学基本方程•运动方程:描述流体的运动状态和受力情况•连续性方程:描述流体的质量守恒•动量守恒方程:描述流体的动量守恒•能量守恒方程:描述流体的能量守恒3. 流体力学应用•流体力学在实际工程中的应用:–水力设计:水泵、水轮机等设备的设计与优化–空气动力学:飞机、汽车等风阻和气动力的分析–流体力学模拟:利用计算流体力学模拟流体流动,进行优化设计结论工程力学是研究物体力学性质和运动规律的学科,包括动力学、静力学、刚体力学、弹性力学和流体力学等领域。
山东省考研物理学复习资料力学重点知识点总结

山东省考研物理学复习资料力学重点知识点总结力学是物理学的基础学科之一,是研究物体运动规律和相互作用的学科。
在山东省考研物理学复习中,力学是一个非常重要的知识点。
本文将对山东省考研物理学复习资料力学重点知识点进行总结,帮助考生更好地复习备考。
1. 牛顿力学牛顿力学是力学的经典理论,其中包含了牛顿运动定律、动量定理、万有引力定律等重要内容。
1.1 牛顿运动定律牛顿运动定律是力学中最基本的定律,包括以下三个定律:(1) 第一定律:一个物体如果受力为零,则物体将保持静止或匀速直线运动。
(2) 第二定律:物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
(3) 第三定律:对于任意两个相互作用的物体,它们所受的作用力大小相等、方向相反。
1.2 动量定理动量定理描述了力对物体运动状态的影响。
它表明一个物体所受的合外力等于该物体动量的变化率。
1.3 万有引力定律万有引力定律是我们研究天体运动的基础。
它规定了两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比,并与它们之间的距离的平方成反比。
2. 力学系统力学系统是由若干个物体组成,它们之间通过相互作用力相互作用,共同进行运动。
2.1 系统的质心系统的质心是系统质量分布的中心,也是研究系统整体运动性质的重要参考点。
质心满足牛顿第二定律。
2.2 刚体刚体是指能够保持形状不变的物体。
刚体的运动可以分解为平动和转动两部分,其中平动是整体运动,转动是围绕刚体质心的自转。
3. 动力学动力学是研究物体运动的力学分支,它关注物体的运动规律、加速度、速度、位移等。
3.1 动量守恒在无外力作用下,动量守恒定律可以描述物体的运动。
动量守恒定律指出,一个系统中的全部物体的动量,如果没有外力作用,将保持不变。
3.2 动能定理动能定理描述了物体的动能与所受的合外力之间的关系。
它指出,物体的动能增量等于所受合外力所做的功。
4. 静力学静力学是研究物体在平衡状态下的力学分支,它可以分析物体受力平衡的条件。
力学复试参考

力学复试参考一、力学的定义力学是物理学的一个分支,研究物体在力的作用下的运动规律。
它是解释宇宙中物质运动的基本理论之一,对于了解自然界的运动规律具有重要意义。
二、力学的基本原理1. 牛顿力学定律1.牛顿第一定律:也称为惯性定律,它表明一个物体如果没有受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
2.牛顿第二定律:也称为加速度定律,指出物体的加速度与作用于物体上的力成正比,与物体质量成反比。
3.牛顿第三定律:也称为作用-反作用定律,指出两个物体之间的相互作用力,大小相等、方向相反。
2. 质点运动学1.位移与速度:位移是一个物体从初始位置到最终位置的矢量差,速度是位移的导数。
2.加速度与力:加速度是速度变化率的导数,力是导致物体产生加速度的原因。
3.匀速直线运动:物体在匀速直线运动时,位移随时间的变化是线性关系。
3. 刚体静力学1.力矩的定义:力矩是力对于某一点的偏转作用。
2.平衡条件:当刚体处于平衡状态时,合力矩为零。
3.杠杆原理:杠杆是利用力矩平衡来改变力的方向和大小。
4.液体静压力:根据帕斯卡定律,液体静压力与液体的密度和深度相关。
三、力学的应用领域1. 工程力学工程力学将力学原理应用于实际工程中,研究物体在受力作用下的变形与破坏行为,为工程设计和施工提供理论依据。
2. 航天力学航天力学研究宇航器的运动规律以及太空飞行器的轨道设计和控制方法,为航天技术的发展提供支持。
3. 生物力学生物力学研究生物体在力的作用下的运动和变形,探索生物体结构和功能之间的关系,为生物医学工程和生物力学仿真提供理论基础。
4. 地震工程地震工程利用力学原理研究地震对建筑物和结构物的影响,通过建筑物的抗震设计和加固来提高抗震能力。
5. 汽车工程汽车工程利用力学原理研究汽车的运动规律、悬架系统、轮胎力学以及碰撞安全等问题,提高汽车的性能和安全性。
四、力学的未来发展力学作为物理学的基石之一,将继续发展和演变。
随着科技的进步和实验技术的改进,力学的研究将更加深入和精确。
硕士研究生理论力学复试大纲

硕士研究生《理论力学》复试大纲一、静力学1.静力学的基本概念与受力图静力学公理;约束与约束反力;物体的受力分析及受力图。
2.汇交力系汇交力系合成与平衡的几何法;汇交力系合成与平衡的解析法。
3.力矩与力偶力对点的距;力偶、力偶距;平面力偶系的合成和平衡条件。
4.平面一般力系力的平移定理;平面一般力系的简化方法及简化结果;平面一般力系的平衡条件及平衡方程;物体系统的平衡问题;静定与静不定问题的概念;简单静定桁架的内力分析(节点法、截面法)。
5.摩擦滑动摩擦的概念和摩擦力的特征、滑动摩擦定律;滑动摩擦系数、摩擦角、自锁现象;考虑摩擦时的平衡问题;了解滚动摩阻的概念。
6.空间力系力对点之矩的矢量表示;力对点之矩与力对轴之矩的关系;空间力系的简化及简化结果;空间一般力系的平衡条件及平衡方程。
7.物体重心物体重心及坐标公式;组合法求物体的重心位置;实验法测物体的重心位置。
二、运动学1.点的运动学描述点运动的常用方法:矢量法、直角坐标法及弧坐标法;点的运动方程、运动轨迹;利用不同方法描述点的速度、加速度。
2.刚体的基本运动刚体的平动及特征;刚体的定轴转动的描述方法;转动刚体内各点的速度、加速度;3.点的合成运动运动的合成与分解、动参考系与静参考系;相对运动、牵连运动、绝对运动;点的速度合成定理;牵连运动为平动时点的加速度合成定理;牵连运动为转动时点的加速度合成定理。
4.刚体的平面运动刚体平面运动的概念;求图形内各点速度的基点法和瞬心法;求图形内各点加速度的基点法;常见平面机构的速度及加速度分析。
三、动力学1.质点运动微分方程质点运动微分方程;质点动力学的两类问题。
2.动量定理动量、力的冲量;质点、质点系的动量定理;动量守恒;质心运动定理、质心运动守恒。
3.动量矩定理质点系的动量矩,质点系的动量矩定理,动量矩守恒;刚体定轴转动微方程;相对质心的动量矩定量,刚体平面运动微分方程。
4.动能定理力的功;质点系的动能,刚体平动、转动及平面运动的动能;质点系的动能定理;普通定理的综合应用。
复试理论力学重点面试问题知识点总结(主要)

复试理力重点知识点总结静力学第一章静力学基础1、掌握平衡、刚体、力的概念以及等效力系和平衡力系,静力学公理。
2、掌握柔性体约束、光滑接触面约束、光滑铰链约束、固定端约束和球铰链的性质。
3、熟练掌握如何计算力的投影和平面力对点的矩,掌握空间力对点的矩和力对轴之矩的计算方法,以及力对轴的矩与对该轴上任一点的矩之间的关系。
4、对简单的物体系统,熟练掌握取分离体并画出受力图。
第二章力系的简化1、掌握力偶和力偶矩矢的概念以及力偶的性质。
2、掌握汇交力系、平行力系、力偶系的简化方法和简化结果。
3、熟练掌握如何计算主矢和主矩;掌握力的平移定理和空间一般力系和平面力系的简化方法和简化结果。
4、掌握合力投影定理和合力矩定理。
5、掌握计算平行力系中心的方法以及利用分割法和负面积法计算物体重心。
第三章力系的平衡条件1、了解运用空间力系(包括空间汇交力系、空间平行力系和空间力偶系)的平衡条件求解单个物体和简单物体系的平衡问题。
2、熟练掌握平面力系(包括平面汇交力系、平面平行力系和平面力偶系)的平衡条件及其平面力系平衡方程的各种形式;熟练掌握利用平面力系平衡条件求解单个物体和物体系的平衡问题。
3、了解静定和静不定问题的概念。
4、掌握平面静定桁架计算内力的节点法和截面法,掌握判断零力杆的方法。
第四章摩擦1、掌握运用平衡条件求解平面物体系的考虑滑动摩擦的平衡问题。
2、了解极限摩擦定律、滑动摩擦系数、摩擦角、自锁现象、摩阻的概念。
运动学第五章点的运动1、掌握描述点的运动的矢量法、直角坐标法和弧坐标法,能求点的运动方程。
2、熟练掌握如何计算点的速度、加速度及其有关问题。
第六章刚体的基本运动1、掌握刚体平动和定轴转动的特征;掌握刚体定轴转动的转动方程、角速度和角加速度;掌握定轴转动刚体角速度矢量和角加速度矢量的概念以及刚体内各点的速度和加速度的矢积表达式。
2、熟练掌握如何计算定轴转动刚体的角速度和角加速度、刚体内各点的速度和加速度。
考研力学知识点总结

考研力学知识点总结一、牛顿力学牛顿力学是经典力学的基本理论,是研究物体运动的一般规律。
其核心概念包括牛顿三定律、质点运动方程、质点系的运动等。
1. 牛顿三定律牛顿三定律是牛顿力学的基本原理,包括惯性定律、运动定律和作用-反作用定律。
其中,惯性定律表明物体在没有受到外力作用时,会保持匀速直线运动或静止状态;运动定律则描述了物体在受到外力作用时的加速度与力的关系;作用-反作用定律则说明了作用在物体上的力会有一个等大反向的反作用力。
2. 质点运动方程质点运动方程描述了质点在力的作用下的运动规律。
其一般形式为牛顿第二定律,即F=ma,其中F为合外力,m为质点的质量,a为质点的加速度。
通过对该方程的求解,可以获得质点在力的作用下的运动轨迹、速度和位置等信息。
3. 质点系的运动质点系的运动是指多个质点在相互作用下的运动规律。
在研究质点系的运动时,需要考虑多个质点之间的相互作用力,以及质点之间的约束条件。
通过牛顿定律和动量守恒定律等可以对质点系的运动规律进行分析和求解。
二、刚体力学刚体力学是研究刚体的运动和相互作用的科学。
刚体是指形状和大小在运动过程中不发生变化的物体,刚体力学包括刚体的平动和转动运动、刚体的静力学和动力学等内容。
1. 刚体的平动和转动运动刚体的平动运动是指刚体作直线运动或曲线运动的运动规律,需要考虑刚体质心的运动规律和速度等问题;刚体的转动运动是指刚体绕固定轴的旋转运动,需要考虑刚体的角速度、角加速度和转动惯量等问题。
2. 刚体的静力学刚体的静力学是研究刚体在静止或平衡状态下的力学问题。
在研究刚体的静力学时,需要考虑刚体受到的外力和支持力的平衡条件,以及刚体内部的力的平衡条件。
3. 刚体的动力学刚体的动力学是研究刚体在运动状态下的力学问题。
在研究刚体的动力学时,需要考虑刚体受到的外力和内力的作用,以及刚体的运动规律和动力学方程等问题。
三、连续体力学连续体力学是研究连续介质(如流体和固体)的运动和相互作用的科学。
力学复试知识点总结大全

力学复试知识点总结大全一、物理量和单位1.1 物理量的概念和分类物理量是指用于描述物体的特征或变化的量。
根据物理量的性质和特点,可以将其分为标量和矢量两种。
标量是指只有大小,没有方向的物理量,如质量、时间、温度等;矢量是指既有大小又有方向的物理量,如位移、速度、加速度等。
1.2 物理量的单位物理量的单位是用来衡量物理量大小的标准。
国际单位制规定了一系列的标准单位,其中包括长度的单位是米(m),质量的单位是千克(kg),时间的单位是秒(s),电流的单位是安培(A),温度的单位是开尔文(K)等。
二、运动学2.1 直线运动直线运动是指物体沿着一条直线轨迹运动的运动形式。
在直线运动中,常用的物理量包括位移、速度和加速度。
位移是指物体从一个位置到另一个位置的位移量,速度是指物体单位时间内所走过的路程,加速度是指物体单位时间内速度的改变量。
2.2 曲线运动曲线运动是指物体沿着曲线轨迹运动的运动形式。
在曲线运动中,物体的速度和加速度会随着位置的改变而改变,因此需要利用微积分的方法进行分析。
2.3 运动规律运动规律是描述运动物体运动状态的定律,包括牛顿三定律、牛顿运动定律和万有引力定律等。
牛顿三定律分别是惯性定律、动量定律和作用反作用定律,是描述物体的匀速直线运动、加速直线运动和曲线运动的基础。
2.4 作用和受力作用是指物体对其他物体施加的力,受力是指物体所受到的力。
根据牛顿第三定律,作用力和受力是相互作用的两个力,大小相等方向相反。
2.5 动量和能量动量是描述物体的运动状态和惯性的物理量,动量守恒定律描述了动量在封闭系统内不变的定律。
能量是描述物体的活动性和能够进行工作的物理量,包括动能、势能、机械能等。
三、静力学3.1 系统平衡静力学是研究物体处于静止状态或静止状态下发生平衡的学科。
在静力学中,需要分析物体所受到的静力、重力和支持力等,以判断系统的平衡状态。
3.2 力矩和转动平衡力矩是描述物体受到的力对其转动影响的量,转动平衡是指物体所受到的外力和外力矩的合力均为零的状态。
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1.强度设计过程A外力计算,确定危险构件上所有外力。
B绘制所有危险杆的力图,根据剪力绝对值和弯矩绝对值最大面,确定可能危险。
C判断危险点,描述其应力状态,分析各主应力,确定最大正应力和最大切应力的作用点,确定可能的危险点。
D由失效形式选择合理强度理论计算。
2.提高梁,轴的强度措施A改变支承与加力点的位置,还可以调整结构中各零件的位置,或者通过辅助构件,使弯矩或扭矩的峰值尽量减少。
B根据截面上应力分布的特点,选择经济,合理的截面形状。
如将截面设计成工字型,圆管形或其他形状的空心截面。
3应力集中现象:几何形状不连续处应力局部增大的现象,称为应力集中。
避免应力集中的方法:修改应力集中因素的形状,如用圆角代替尖角,采用流线型或抛物线型的表面过渡;适当选择应力集中因素的位置,将应力集中因素选在构件中应力低的部位。
加深应力集中的方法:4低碳钢拉伸实验过程中的现象与对应的特征值A弹性阶段,该阶段发生弹性应变,应力减小到零,则应变随之消失。
弹性区应力的最高限,称为弹性极限。
线弹性区(应力与应变呈线性关系)应力的最高极限称为比例极限。
线弹性区直线的斜率为弹性模量。
B屈服阶段,某些韧性材料再加载超过弹性围后,会出现载荷增加很少或不增加时,应变却继续增加,这种现象便是屈服。
应力应变曲线上开始屈服的那一点称为屈服点。
屈服时应力的最小值称为屈服强度(屈服应力)一些材料没有明显的屈服现象和屈服点,通常规定产生0.2%残余应变时的应力值作为条件屈服强度。
C强化阶段,对于韧性材料,再超过屈服阶段之后,若要增加应变,则要继续增加应力,这已阶段称为应变硬化过程,这已阶段最高点的应力值称为强度极限(极限强度)。
D颈缩和断裂阶段,对于韧性材料来说,在承受拉力小于强度极限时,式样发生的变形基本是均匀的,但在达到强度极限以后,变形主要集中于试样的某一局部区域,该处横截面面积急剧减少,形成所谓的颈缩现象。
最后在颈缩出发生断裂,这时的应力值称为断裂应力。
2010-2011学年第2学期工程力学复习要点简 答 题 参 考 答 案1、说明下列式子的意义和区别。
①21F F =;②21F F =;③力1F 等效于力2F 。
【答】: ①21F F =,表示两个量(代数量或者标量)数值大小相等,符号相同;②21F F =,表示两个矢量大小相等、方向相同; ③力1F 等效于力2F ,力有三个要素,所以两个力等效,是指两个力的三要素相同。
2、作用与反作用定律和二力平衡公理都提到等值、反向、共线,试问二者有什么不同?【答】:二者的主要区别是:二力平衡公理中等值、反向、共线的两个力,作用在同一刚体上,是一个作用对象,两个力构成了一个平衡力系,效果是使刚体保持平衡,对于变形体不一定成立。
作用与反作用定律中等值、反向、共线的两个力,作用在两个有相互作用的物体上,是两个作用对象,此两力不是平衡力系,对刚体、变形体、静止或者作变速运动的物体都适用。
3、力在坐标轴上的投影与力沿相应坐标轴方向的分力有什么区别和联系?【答】:力在坐标轴上的投影是代数量,可为正、负或零,没有作用点或作用线;力沿相应坐标轴的方向的分力是矢量、存在大小、方向和作用点。
当坐标轴或力的作用线平移时,力的投影大小和正负不变,但沿对应坐标轴的分力作用点发生改变。
当x 轴与y 轴互相垂直时,力沿坐标轴方向的分力大小等于力在对应坐标轴上投影的绝对值;当x 轴与y 轴互相不垂直时,力沿坐标轴方向的分力大小不等于力在对应坐标轴上投影的绝对值。
4、什么叫二力构件?分析二力构件受力时与构件的形状有无关系?凡两端用铰链连接的杆都是二力杆吗?【答】:二力构件是指只受两个力作用而保持平衡的构件...............,二力构件既可以是杆状,也可以是任意形状的物体。
分析二力构件受力时,与构件的几何形状没有关系(即并不考虑物体的几何形状),只考虑物体:(1)是否只受两个力的作用(一般情况下都是忽略重力的作用);(2)是否保持平衡状态。
符合以上两个条件的任何物体,都是二力构件。
在二力构件中,形状为杆的构件称为二力杆,可以是直杆,也可以是曲杆。
两端用铰链连接且中间不受其他外力作用的杆(重力不计),才是二力杆。
5、试叙述力的平移定理和它的逆定理。
【答】:力的平移定理:作用在刚体上的力,可以从原作用点等效地平行移动到刚体的任一指定点,但必须同时在该力与所指定点所决定的平面附加一力偶,附加力偶矩等于原力对指定点之矩。
示意图如下图所示。
力的平移定理的逆定理...:作用在同一刚体同一平面的一个力F 和一个力偶,可以合成为一个合力R F ,此合力大小,方向与F 相同,合力R F 与力F 作用线平行,作用线之间的距离为:Fm d 。
6、平面汇交力系、平面力偶系、平面任意力系在不平衡的情况下,它们的合成结果分别是什么?它们的平衡条件是什么?并分别写出相应的平衡方程。
【答】:平面汇交力系在不平衡的情况下,它的合成结果是一个作用线通过力系汇交点的合力,合力的大小方向等于力系中各力的矢量和;平面力偶系在不平衡的情况下,它的合成结果是一个合力偶,合力偶矩等于力偶系中各力偶矩的代数和。
平面任意力系在不平衡的情况下,它的合成结果是一个通过简化中心主矢和一个主矩。
主矢等于力系中各力的适量和;主矩等于力系中各力对简化中心力矩的代数和。
平面汇交力系平衡的充分必要条件是合力等于零,平衡方程为: 、 。
平面力偶系平衡的充分必要条件是合力偶矩等于零,平衡方程为: 。
平面任意力系平衡的充分必要条件是主矢与主矩同时等于零,平衡方程为: 、、 。
(请同学自己写出来)7、什么是物体的重心?什么是物体的形心?重心与形心有什么区别?确定均质物体的重心(形心)位置主要有哪几种方法?【答】:物体的重心是指物体重力的作用点,即物体的大小、形状和物体构成一旦确定,则无论物体在空间的位置、摆放方位如何,物体的重力作用线始终通过一个确定不变的点,这个点就是物体的重心。
重心不但与物体的大小、形状有关,还与物体的物体分布情况有关,同样大小、形状的两个物体,如果一个是质量均匀分布的,一个质量是不均匀分布的,则这两个物体的重心位置可能会不同。
形心是由物体的大小和形状所确定的几何中心,它只与物体的大小和几何形状有关,与物体的质量分布无关。
重心只有在重力场中有意义,而形心在重力场和失重状态下都有意义。
在重力场中,质量均匀的物体,重心与形心重合;质量不均匀的物体,重心与形心不一定重合。
8、什么是弹性变形?什么是塑性变形?【答】:弹性变形:载荷卸除后能够消失的变形,称为弹性变形。
塑性变形:载荷卸除后不能消失的变形,称为塑性变形。
9、什么是极限应力?什么是许用应力?拉压杆的强度条件是什么?根据这个强度条件可以解决工程中哪三类强度问题?【答】:材料发生强度失效时所达到的应力,称为材料的极限应力。
对于塑性材料,极限应力是指屈服极限;对于脆性材料,极限应力是指强度极限。
许用应力是指保证构件安全正常工作允许承受的最大应力,一般是根据材料特性的不同,综合考虑各种因素对强度的影响,选取安全系数。
因此,许用应力等于材料的极限应力与安全系数的比值。
拉压杆的强度条件是:为保证拉压杆安全正常地工作,必须使拉压杆实际工作应力不超过杆件材料的许用应力,数学表达式为:N F Aσ=≤[]σ 拉压强度条件可以解决工程中的三类强度问题分别是:(1)校核强度;(2)设计截面尺寸;(3)确定许可载荷。
10、圆轴扭转时,若将圆轴的直径增大一倍,其它条件不变,则m ax τ和ϕ'各有何变化?【答】:分别计算直径为d 和直径为d 2时,轴的扭转截面系数p W 、极惯性矩p I ,然后根据最大切应力m ax τ和单位长度扭转角ϕ'计算公式,比较结果,得出结论。
11、材料力学中杆件力符号的规定与静力平衡计算中力的符号有何不同?【答】:材料力学中力的符号规定,是按照变形的性质决定的。
例如:轴向拉伸时,轴力取正号;轴向压缩时,轴力取负号;剪切变形时,“左上右下剪力为正”意思也可以理解成:剪切面左边部分向上运动,或者剪切面右边部分向下运动,则剪切面上的剪力取正号;弯曲变形时,梁的轴线由直线变成“上凹下凸”形状的曲线时,弯矩取正号等等。
计算一个截面的力(轴力、剪力、扭矩、弯矩)时,只取这个截面一侧(既可以单独取截面左侧,也可以单独取截面右侧)的全部外力来计算,而舍弃截面另一侧的全部外力。
单独取截面左侧的外力计算力与单独取截面右侧的外力计算力,符号规定的标准是相反的。
无论取哪一侧计算,同一截面的力,必定大小相等,符号相同(就是对杆件产生的变形性质相同)。
静力平衡计算中力的符号,是对力在坐标轴上的投影和力对点之矩进行符号规定,主要根据力的方向,坐标轴正向和矩心位置等因素决定。
如果一个方向的力在坐标轴上的投影规定为正,则与之相反方向的力在同一坐标轴上的投影则要规定成负;力对点取力矩时,如果一个转向规定为正,则与之相反转向的力矩则要规定成负。
列平衡方程时,作用在同一物体上的所有外力都参加计算,全部外力按照同一标准规定符号。
12、根据剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系,简要叙述平面弯曲梁的剪力图和弯矩图的基本特点。
【答】:根据剪力、弯矩与载荷集度之间的微分关系,结合高等数学函数单调增减性质、极值、函数图象等知识,可以推出平面弯曲梁的剪力图和弯矩图的基本特点如下:(1)在没有分布载荷作用(0q =)的一段梁,剪力图是水平线(与梁轴线平行的直线段),弯矩图是斜直线(斜率等于剪力值)。
(2)在有均布载荷作用(q =常数)的一段梁,剪力图是斜直线;弯矩图是抛物线。
在剪力等于零的截面上,弯矩达到极值。
(3)在集中力作用的处(包括有支座的地方),剪力图发生突变(该截面左右两侧近旁剪力值不相等),弯矩图发生转折(即出现尖角,斜率发生改变)。
(4)在集中力偶作用处(包括固定端约束处),剪力图形状不受影响(按其自身具有的形状直接延伸),弯矩图发生突变(该截面左右两侧近旁弯矩值不相等)。
13、梁的变形与对应截面的弯矩有直接联系吗?弯矩最大的地方挠度也最大,弯矩为零的地方挠度也为零,这种说法对吗?(要求举例并画示意图)【答】:梁的变形与对应截面的弯矩值大小没有直接联系。
例如简支梁在均布载荷作用下,跨中截面的弯矩达到最大值,挠度也在跨中达到最大值;而悬臂梁受均布载荷作用时,自由端弯矩为零(最小),而此处挠度和转角都最大;在固定端,弯矩达到最大,此处的挠度和转角都为零。
(请同学自己画出示意图)因此,根据挠曲线近似微分方程,梁在外力作用下变形后的挠曲线形状与梁的弯矩方程有关,但梁的变形与对应截面的弯矩值没有直接联系。
14、提高梁的弯曲强度和刚度各有哪些主要措施?【答】:根据弯曲正应力的强度公式,减少梁的工作应力的办法,主要是降低最大弯矩值max M 和增大弯曲截面系数z W 。