理论力学课件
第三章 力系的平衡方程及其应用
3-3在图示刚架中，已知kN/m 3=m q ，26=F kN ，m kN 10⋅=M ，不计刚架自重。求固定端A 处的约束力。
032
242234,002
2
,002
2
,01
)(1i =∙-∙+--==-
==-
+=∑∑∑F F F M M M
F F Fiy F F F F
A F
A AY AX x
解得m kN 12kN 60⋅===A Ay Ax M F F ，，
3-4杆AB 及其两端滚子的整体重心在G 点，滚子搁置在倾斜的光滑刚性平面上，如图所示。对于给定的θ角，试求平衡时的β角。
B
解：解法一：AB 为三力汇交平衡，如图所示ΔAOG 中
βs i n
l AO =， θ-︒=∠90AOG ，β-︒=∠90OAG ，βθ+=∠AGO 由正弦定理：)90sin(3)sin(sin θβθβ-︒=+l l ，)
cos 31)sin(sin θβθβ=+l 即 βθβθθβs i n c o s c o s s i n c o s s i n
3+= 即 θβt a n t a n
2= )t a n 2
1
a r c t a n
(θβ= 解法二：：
0=∑x F ，0sin R =-θG F A
（1）
第三章 力系的平衡方程及其应用
0=∑y F ，0cos R =-θG F B
（2）
0)(=∑F A M ，0sin )sin(3
R =++-ββθl F l
G B （3）
解（1）、（2）、（3）联立，得 )t a n 2
1
a r c t a n (θβ=
3-5 由AC 和CD 构成的组合梁通过铰链C 连接。支承和受力如图所示。已知均布载荷强度
kN/m 10=q ，力偶矩m kN 40⋅=M ，不计梁重。
解：取CD 段为研究对象，受力如图所示。
0)(=∑F C
M
，024=--q M F D ；kN 15=D F
取图整体为研究对象，受力如图所示。
0)(=∑F A
M ，01682=--+q M F F D B
；kN 40=B F 0=∑y
F ，04=+-+D B
Ay
F q F F ；kN 15-=Ay F
0=∑x F ，0=Ax
F
解得kN 15kN 5kN 40kN 15===-=D C B A F F F F ；；；
3-6如图所示，组合梁由AC 和DC 两段铰接构成，起重机放在梁上。已知起重机重P1 = 50kN ，重心在铅直线EC 上，起重载荷P2 = 10kN 。如不计梁重，求支座A 、B 和D 三处的约束反力。
解：（1）取起重机为研究对象，受力如图。
0)(=∑F F M ，0512P R =--W F F G ，kN 50R =G F
（2）取CD 为研究对象，受力如图
0)(=∑F C M ，016'
R R =-G D F F ，kN 33
.8R =D F
（3）整体作研究对象，受力图（c ）
0)(=∑F A M ，0361012R P R =+--B D F F W F ，kN 100R =B F
0=∑x F ，0=Ax F
0=∑y F ，kN 33.48-=Ay F
3-7 构架由杆AB ，AC 和DF 铰接而成，如图所示。在DEF 杆上作用一矩为M 的力偶。不计各杆的重量，求AB 杆上铰链A ，D 和B 所受的力。
解 对整体（图（a ）），有
∑∑=--===02,
0)0
0M aF F M F X By C
Bx
（，
解得 a
M F F By Bx 2,0-
== 再研究DEF 杆（图（b ）），有
∑∑∑=++==++==+=0
,00,00
2,0)(Ay
Dy
By
Ax
Dx
Bx
Dx
Bx
A
F F F Y F F F X aF aF F M 解得 a
M F F F Ay Dx Ax 2,
0-
===
3-8 图示构架中，物体P 重1200N ，由细绳跨过滑轮E 而水平系于墙上，尺寸如图。不计杆和滑轮的重量，求支承A 和B 处的约束力，以及杆BC 的内力F BC 。
解：（1）整体为研究对象，受力图（a ），W F =T
0=∑A M ，0)5.1()2(4T R =--+-⋅r F r W F B ，N 1050R =B F
0=∑x F ，N 1200
T ===W F F Ax 0=∑y F ，N 501=Ay F
（2）研究对象CDE （BC 为二力杆），受力图（b ）
0=∑D M ，0)5.1(5.1sin T =-+⋅+⨯r F r W F BC θ
N 15005
41200
sin -=-=-=
θ
W F BC （压力）
3-9 图示结构中，A 处为固定端约束，C 处为光滑接触，D 处为铰链连接。已知
N 40021==F F ，m N 300⋅=M ，mm 400==BC AB ，
mm 300==CE CD ，︒=45α，不计各构件自重，求固定端
A
处与铰链
D
处 的约束力。
解 先研究DCE 杆，如图（a ），由
,0)(,00011x =∙--∙==
-+===∑∑∑DE F M CD F
F M F F
F Y F X Nc
D
Dy Nc
D ，
解得 N F N F F NC D y D x 1800,1400,0=-==
再研究ABC 杆，如图（b ），由
45sin ,0)(0
45sin ,00
45cos 022
2
=∙++︒∙==-︒-==︒-=∑∑∑AB F M
AC F F M F F F Y F F X A
NC
A
NC
Ay
Ax
，
解得 m N M N F N F A Ay Ax ∙-===1178,2083,2200
3-10 图示结构由直角弯杆DAB 与直杆BC 、CD 铰接而成，并在A 处与B 处用固定铰支座和可动铰支座固定。杆DC 受均布载荷q 的作用，杆BC 受矩为2
qa M =的力偶作用。不计各构件的自重。求铰链D 受的力。
解先研究BC杆，受力如图（b），由
0=
-
=
∑M
aF
F
M
Cx
B
，
）
（
得qa
F
Cx
=
CD杆受力如图（a），由
∑
∑
=
-
=
=
+
=
2
,0
)
(
x
Dy
C
Cx
D
aF
a
qa
F
M
F
F
X，
解得qa
F
qa
F
qa
F
D
Dy
Dx2
5
,
2
1
,=
=
-
=
3-11 图示构架，由直杆BC，CD及直角弯杆AB组成，各杆自重不计，载荷分布及尺寸如图。在销钉B上作用载荷P。已知q、a、M、且2
qa
M=。求固定端A的约束力及销钉B对BC 杆、AB杆的作用力。
解 先研究CD 杆如图（b ），由
02
a 0=-=∑a
qa F F M Cx D ，）
（ 解得 qa F Cx 2
1
=
研究BC 杆（包括销钉B ），受力如图（d ），由
∑∑∑=∙-+-==-==-∙+
=032
1
3,0)(0
0032
1
0y x x aa q aF aF M F M F F Y F a q F X BAx
BAy A A BAy A BA A ，，
解得A 处约束反力
a qa P M qa P F qa F A Ay Ax )(,,+=+=-=
研究销钉B 如图（e ），图中x BC F 、BCy F 是BC 杆对销钉B 的作用力
,000=-+==+=∑∑P F F
Y F F X BCy BAy
BCx BAx
，
解得 qa F qa F BCy BCx -=-
=,2
1
3－12无重曲杆ABCD 有两个直角，且平面ABC 与平面BCD 垂直。杆的D 端为球铰支座，A 端为轴承约束，如图所示。在曲杆的AB 、BC 和CD 上作用三个力偶，力偶所在平面分别垂直于AB 、BC 和CD 三线段。已知力偶矩M 2和M 3 ，求使曲杆处于平衡的力偶矩M 1和D A 、处的约束力。
解：如图所示：
∑==0,0D x x
F F
∑=0y
M ，012=⋅-d F M Az ，1
2
d M F Az
=
∑=0z F ，1
2
d M F Dz -= ∑=0z
M
，013=⋅+d F M Ay ，1
3
d M F Ay
-
= ∑=0y
F
1
3d M F Dy =
∑=0x M 0231=⋅+⋅--d F d F M Az Ay ，21
23131M d d
M d d M +=
3－13在图示转轴中，已知：Q=4KN ，r=0.5m ，轮C 与水平轴AB 垂直，自重均不计。试求平衡时力偶矩M 的大小及轴承A 、B 的约束反力。
解：
m KN M Qr M M y
∙==-=∑2,0,0
0,0==∑AY
N Y
026,0=∙-∙=∑Q N M Bz
x
KN N BZ 3
4
=
∑==0,0BX
z
N M 0,0==∑AX N X
KN N Q N N Z AZ Bz
AZ
3
8
,
0,0=
=-+=∑
3－14匀质杆AB 重Q 长L ，AB 两端分别支于光滑的墙面及水平地板上，位置如图所示，并以二水平索AC 及BD 维持其平衡。试求（1）墙及地板的反力；（2）两索的拉力。
解：
Q N
Z B
==∑0
∑=0X
M
06030sin 2
1
30sin =︒∙-︒∙
-︒∙BDtg S BD Q BD N c B Q S C 144.0=
∑=0Y
M
06060sin 2
1
60sin =︒∙+︒∙
+︒∙-BDtg N BD Q BD N A B Q N A 039.0=
0=∑Y 060cos =+︒-C B
S S
Q S B 288.0=
3－14 平面悬臂桁架所受的载荷如图所示。求杆1，2和3的内力。
解 用截面法取分离如图（b ），由
4222,
0)(0642,0)211=--+-∙-==---∙-=∑∑F F F F CD F F M F F F AB F F M C
A （
解得 F F F F 2,333.521=-=
再研究节点B ，受力如图（c ）由
,0sin 032
=-+=∑F F F
Y θ，得F F 667.13-=
3－15 平面桁架的支座和载荷如图所示。ABC 为等边三角形，E ，F 为两腰中点，又AD=DB 。求杆CD 的内力CD F 。
ED 为零杆，取BDF 研究，F CD =-0.866F
3－16 桁架受力如图所示，已知kN 101=F ，kN 2032==F F 。试求桁架4，5，7，10各杆的内力。
解 先研究整体如图（a ），由
2.14260sin 5,0)(0
60sin ,0060cos 032
1
2
1
3
x
=---︒==︒+--==+︒-=∑∑∑aF aF
aF aF F M F F F F Y F F F X B
A
B
Ay
B
A ，
解得
KN
F KN F KN F Ay Ay B 197.568.5,64.28=-==
再用截面法取分离体如图（b ）,由
cos ,00sin ,00
2.1,0)(8
7
6
7
6
=+++==+==-∙-=∑∑∑F F F F X F F Y aF F a F M Ax
Ay
Ay
E
θθ
解得
KN
F KN F KN F 35.14771.6,33.4876=-=-=
最后研究节点G ，如图（c ），由
0,0001
9
8
10
=-==-=∑∑F F Y F F X ，
解得 KN F KN F 35.14,
10109==
3－17 平面桁架的支座和载荷如图所示，求杆1，2和3的内力。
解 用截面法，取CDF 部分，受力如图（b ），由
03
2
,0)0
02
3
=--==-=∑∑aF aF F M F
X D （， 解得 F F F 3
2,023-
== 接着研究节点C ，受力如图(c), 有
03
2,0)(21
=-=∑a
F a F F M F 得 F F 9
4
1-
=（压） 3－18 均质圆柱重P 、半径为r ，搁在不计自重的水平杆和固定斜面之间。杆端A 为光滑铰链，D 端受一铅垂向上的力F ，圆柱上作用一力偶。如图所示。已知P F =，圆柱与杆和斜面间的静滑动摩擦系数皆为f S =0.3，不计滚动摩阻，当︒=45α时，AB=BD 。求此时能保持系统静止的力偶矩M 的最小值。
解 先研究ABD 杆，受力如图（a ），由
0,0)(=∙-∙=∑AB F AD F F M
NB A
解得 P F NB 2=
再研究圆柱，设它平衡，受力如图（b ），则有
)
3(0
,0)()2(045sin 45cos ,0)1(045cos 45sin 0=-+==+-︒-︒-==-︒-︒=∑∑∑SB
SE
O
NB
SE
NE
SB
SE
NE
rF rF M F M F
P F F Y F F F X ，
设E 点先达到临界滑动状态，则有 )4(NE s SE F f F =
联立解得 Pr 212.0=M
P F f P F NB s SB 6.05384.0=≤=(假设成立) 若B 点先达到临界滑动状态，则 ）
（5NB s SB F f F = 联立式（1）（2）（3）（5），解得
NE
s SE F P F P P M f 2828.08.0F r 317.0NE >===(假设不成立)
这说明B 处不可能先于E 处到达临界状态，故 Pr 212.0min =M
3－19 如图所示，A 块重500N ，轮轴B 重1000N ，A 块与轮轴的轴以水平绳连接。在轮轴外绕以细绳，此绳跨过一光滑的滑轮D ，在绳的端点系一重物C 。如A 块与平面间的摩擦系数为0.5，轮轴与平面间的摩擦系数为0.2，不计滚动摩阻，试求使系统平衡时物体C 的重量P 的最大值。
解 设该系统平衡，对轮轴，有
)
3(0)()c o s (,0)()
2(0
s i n ,0)1(0c o s ,012221=+++-==+-==+-=∑∑∑r R F R R F F M
F P F Y F F F X C E
N C S C ααα
对物A ，有
)
5(0
,
0)4(0,01111=-==-=∑∑P F Y F F X N S
先设轮轴即将滚动，但不打滑，使物块A 即将滑动，则 ）
（61
11N S S F f F = 解得 N F f N F N F N S S C 1756.83,208222=<== 即轮轴在即将滚动时确实不会打滑。
再设轮轴即将打滑，物块A 仍不动，对轮轴有 )7(f 2
22N S S F F =
联立（1）（2）（4）（5）（7）各式，可解得 111,
6.384N S S C F f F N F >=(假设不成立)
即此时物块A 已经不能平衡。因此，全系统平衡时物体C 的重量P 的最大值 N P F C 208==
理论力学课件
第三章 力系的平衡方程及其应用 3-3在图示刚架中，已知kN/m 3=m q ，26=F kN ，m kN 10⋅=M ，不计刚架自重。求固定端A 处的约束力。 032 242234,002 2 ,002 2 ,01 )(1i =∙-∙+--==- ==- +=∑∑∑F F F M M M F F Fiy F F F F A F A AY AX x 解得m kN 12kN 60⋅===A Ay Ax M F F ，， 3-4杆AB 及其两端滚子的整体重心在G 点，滚子搁置在倾斜的光滑刚性平面上，如图所示。对于给定的θ角，试求平衡时的β角。 B 解：解法一：AB 为三力汇交平衡，如图所示ΔAOG 中 βs i n l AO =， θ-︒=∠90AOG ，β-︒=∠90OAG ，βθ+=∠AGO 由正弦定理：)90sin(3)sin(sin θβθβ-︒=+l l ，) cos 31)sin(sin θβθβ=+l 即 βθβθθβs i n c o s c o s s i n c o s s i n 3+= 即 θβt a n t a n 2= )t a n 2 1 a r c t a n (θβ= 解法二：： 0=∑x F ，0sin R =-θG F A （1）
第三章 力系的平衡方程及其应用 0=∑y F ，0cos R =-θG F B （2） 0)(=∑F A M ，0sin )sin(3 R =++-ββθl F l G B （3） 解（1）、（2）、（3）联立，得 )t a n 2 1 a r c t a n (θβ= 3-5 由AC 和CD 构成的组合梁通过铰链C 连接。支承和受力如图所示。已知均布载荷强度 kN/m 10=q ，力偶矩m kN 40⋅=M ，不计梁重。 解：取CD 段为研究对象，受力如图所示。 0)(=∑F C M ，024=--q M F D ；kN 15=D F 取图整体为研究对象，受力如图所示。 0)(=∑F A M ，01682=--+q M F F D B ；kN 40=B F 0=∑y F ，04=+-+D B Ay F q F F ；kN 15-=Ay F 0=∑x F ，0=Ax F 解得kN 15kN 5kN 40kN 15===-=D C B A F F F F ；；； 3-6如图所示，组合梁由AC 和DC 两段铰接构成，起重机放在梁上。已知起重机重P1 = 50kN ，重心在铅直线EC 上，起重载荷P2 = 10kN 。如不计梁重，求支座A 、B 和D 三处的约束反力。
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燕山大学机械学院理论力学考研资料参考书目及历年真题笔记解析
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家都知道真题意味着什么，在此不再赘述。 5。最新修订的理论力学大纲。通过大纲可以抓住范围。 6.亲笔总结的理论力学所有公式定理。三页纸，总结了理力所有的公式定理。供大家背诵牢记。 电子版： 7.中国石油大学经典理论力学教学视频，帮着大家找回基础。 8.哈尔滨工业大学第六版、第七版两册书课后题详解。 9.理力的教学课件、课程、教案。 10.0607年的燕山大学理力期末试卷。 下面是燕山大学理论力学的复习计划！ 第一轮复习仔细阅读理论力学课本（燕山大学指定教材为哈尔滨工业大学主编），本资料独家提供燕大理论力学教研组章节重点习题解答和燕山大学期末测试题四套，题目齐全，解答详细，解决好这些问题，基础牢固，万变不离其宗！ 第二轮复习专业课培训笔记，此笔记非常珍贵，为燕山大学高宝珍教授为里仁学院考生授课笔记，就是这珍贵的笔记，使得里仁六百名机械学子考上燕大研究生近百名，基本上能保证笔记上有什么题型，考研就考什么题型，所以这份笔记仔细阅读两遍，掌握好所有类型习题，保证分数在中上流！本资料的核心就是这分高宝珍课堂笔记！ 第三轮复习理论力学历年真题，本资料提供近些年的燕山大学理论力学真题以及高宝珍老师亲笔真题解答，课后题重基础，课堂笔记重能力，这些都是量的积累，历年真题才能让你有质的飞跃，只要认真做完这十套真题，超越130分不是奇迹！ 燕大的生源中本校考生占了不小的一部分考研试题中三科是统招国家统一命题只有专业课在机械的考研成绩中又占了非同寻常的分量在此去年的本校考生奉献出收集全部理论力学高含金量学习资料。 此资料包括10部分内容： 复印版： 1。理论力学十本小册子练习题（详细解答）：此练习为学校专门印刷的十本小本，每本十页左右，现为高材生做好且大部分被老师判过的。 2。四套燕山大学期末试题（有解答）：燕大自己命题的期末试题，虽然难度较低，但是考试范围一致，通过这四套真题可以检验下自己的基础是否打好。 3。10年、11年燕大考研培训班理力笔记：此笔记非常重要，是学院在课余时间专为考研学生聘请的以前出题的老教师讲授的理论力学课程，由听课学生记录，重要程度可想而知！ 4。燕山大学历年真题及详解：包括04、05、06、07、08、09、10年真题及详解，
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力学课件材料力学第一章 绪论.doc
第一章绪论 在理论力学中，主要研究了物体在载荷作用下的平衡和运动规律。但对物体是否能承受载荷，或者说在载荷作用下物体是否会失效这个问题并没有回答，而这是物体平衡和运动的前提。这个问题正是材料力学所要研究和试图解决的。在本章则主要讨论材料力学的研究对象和任务，初步建立起变形固体的…些基本概念，为后面的学习打下基础。 第一节变形固体及其理想化 由于理论力学主要研究的是物体的平衡和运动规律，因此将研究对象抽象为刚体。而实际上，任何物体受载荷（外力）作用后其内部质点都将产生相对运动，从而导致物体的形状和尺寸发生变化，称为变形。例如，橡皮筋在两端受拉后就发生伸长变形；工厂车间中吊车梁在吊车工作时，梁轴线由直变弯，发生弯曲变形。可变形的物体统称为变形固体。 物体的变形可分为两种：一种是当载荷去除后能恢复原状的弹性变形；另一种是当载荷去除后不能恢复原状的塑性变形。工程中绝大多数物体的变形是弹性变形，相应的物体称为弹性体。如果物体的弹性变形大小与载荷成线性关系，则称为线弹性变形，相应的物体材料称为线弹性材料。大多数金属材料当载荷在一定范围内产生的是线弹性变形。 变形固体的组织构造及其物理性质是十分复杂的，在载荷作用下产生的物理现象也是各式各样的，每门课程根据自身特定的目的研究的也仅仅是某…方面的问题。为了研究方便，常常需要舍弃那些与所研究的问题无关或关系不大的属性，而保留主要的属性，即将研究对象抽象成•种理想的模型，如在理论力学中将物体看成刚体。在材料力学中则对变形固体作如下假设： 1.连续性假设。假设物质毫无空隙地充满了整个固体。而实际的固体是由许多晶粒所组成, 具有不同程度空隙，而且随着载荷或其它外部条件的变化，这些空隙的大小会发生变化。但这些空隙的大小与物体的尺寸相比极为微小，可以忽略不计，于是就认为固体在其整个体积内是连续的。这样，就可把某些力学量用坐标的连续函数来表示。 2.均匀性假设。假设固体内各处的力学性能完全相同。实际上，工程材料的力学性能都有一定程度的非均匀性，例如组成金属的各晶粒力学性能不尽相同，组成混凝土材料的水泥、砂和碎石的力学性能也各不相同。但由于这些组成物质的大小和物体尺寸相比很小，而且是随机排列的，因此从宏观上看，可以将物体性能看作各组成部分性能的统计平均量，并认为物体的力学性能是均匀的。这样，物体的任一部分的力学性能就可代表整体的力学性能。 3.各向同性假设。假设固体在各个方向的力学性能完全相同。就金属材料来说，单个晶粒的性能是有方向的，但由于金属材料包含数量极多的晶粒，且又随机排列，因此从统计观点看，其力学性能在各个方向是相同的。具有这种属性的材料称为各向同性材料，如铸钢、铸铁、玻璃、塑料等，混凝土材料也经常看作各向同性材料。 在工程实际中，还经常有些材料在不同的方向具有不同的力学性能，称为各向异性材料, 如木材、胶合板和某些纤维复合材料等。有些材料既不是完全各向同性，也非完全各向异性, 而是在相互正交的方向具有相同的力学性能，称为正交各向异性材料，如胶合板等。在本书中，主要讨论各向同性材料，同时为拓宽知识面，在某些章节涉及一些各向异性材料。 4.小变形假设。如果固体的变形较之其尺寸小得多，这种变形称为小变形。在工程中多数物体只发生弹性变形，相对于物体的原始尺寸来说，这些弹性变形是微小的，因此多属于小变形情况。在小变形情况下，研究物体的静力平衡等问题时，均可略去这种小变形，而按原始尺寸
理论力学第三版课后答案郝桐生
理论力学第三版课后答案郝桐生 【篇一：理论力学a72】 txt>课程编号： 070000140 英文名称： theoretical mechanics 适用专业：力学、机械类专业等 学分数： 4.5 学时数： 72学时 执笔者：王钦亭审核人： 批准人：编写日期： 2013年6月 一、课程性质与目的 理论力学是工科高等院校机械、土建等专业本科生的一门重要的技术基础课。它是各门力学课的基础，并在工程技术领域有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握物体机械运动的一般规律和研究方法，为学习有关的后续课程打好力学基础；使学生初步学会应用理论力学的理论和方法，分析、解决一些简单的工程实际问题；培养学生的逻辑思维能力和基本工程素质，同时培养学生的创新精神和辩证唯物主义世界观。 二、课程教学的主要内容及学时分配 本课程主要讲述物体机械运动的一般规律，包括静力学、运动学和动力学三个主要部分。本课程的难点是某些较为复杂的动力学系统问题。重点是力学分析方法的训练和基本工程素质的培养。 静力学（24学时） 第一章静力学公理及物体的受力分析（4学时） 知识要点：静力学公理及推论；常见约束及约束反力的表示方法，物体受力分析与受力图的画法。 目标要求：理解5个静力学公理及2个推论,并注意它们各自的应用条件；掌握常见约束的性质和约束反力，能够对简单物体进行受力分析，掌握受力图的画法。 采用课堂教学，4学时。 第二章平面汇交力系与平面力偶系（4学时） 目标要求：掌握求解平面汇交力系（包括力系合成和平衡问题的求解）的几何法；能熟练计算力的投影、力对点之矩；能够正确地理解合力矩定理和平面力偶等效定理；能够熟练应用平面汇交力系的解析法或平面力偶系的平衡方程求解简单的工程实际问题。 采用课堂教学，4学时。
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 理论力学说课 篇一：《材料力学》说课文稿 《材料力学》 ——说课文稿 机械工程学院 刘赛 201X年 一、课程定位与教学目标 1、课程定位： 材料力学是机械工程及自动化本科专业的专业基础必修课，该课程在相关学科 的知识架构中，处于连接基础知识和专业知识的重要一环，其中的一些理论和 方法不仅可以满足后续课程的需要，而且是各大高校的一门考研专业课，并且 可以直接应用于工程实践。先修课程：高等数学、理论力学；后续课程：机械 设计等专业课程。 2、教学目标： 知识目标：使学生掌握材料力学的基本概念及任务，掌握分析和解决构件强度、刚度、稳定性等问题的基本方法。 能力目标：初步掌握运用所学知识，根据实际工程问题能够建立力学模型的能力。培养学生综合分析问题和解决问题的能力以及创新精神，为学生进一步学 习和工作打下坚实基础。 3、课程指导思想： 坚持理论教学，并注重实验教学。注重能力培养，并及时将学科的最新发展及 教改教研的新成果引入到教学中去。
4、所用教材： 严格按照教学大纲的要求，选用教材。 《材料力学》韩秀清、王纪海主编 21世纪高等学校规划教材 二、体系结构与主要内容 2.主要内容 本课程的重点是解决构件在不同情况下的强度、刚度和稳定性问题。主要内容包括理论与实验课程。 (1) 理论： 变形固体分析基本概念、截面法和内力分析(难点)； 构件基本变形条件下应力和变形分析； 构件基本变形的强度和刚度； 超静定问题； 应力状态和强度理论(难点) ； 组合变形(难点) ； 针对本课程的概念多、公式多、计算多的特点，结合课程的难点，总结出相适应的指导方法。 ? 简述本课程所用到的知识：微积分、静力学 ? 对概念讲深讲透、公式不厌其烦的复习； ? 对学生分层次培养，公式会用为基础，推导为提高。 ? 充分结合工作或工程中的实际应用 ? 课堂提问，勤于表扬，增强学生信心。 3、总结了材料力学的“共性”，克服学生畏难情绪 ? 材料力学是研究构件内力情况，通用的方法是“截面法”。 ? 任何一种变形均从外力—内力—应力—应变进行分析。应力解决的强度问题，变形是解决的刚度问题。
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理论力学计算题及答案
1.图示圆盘受一平面力系作用，已知圆盘半径 F =0.1m , F i =100N, F 2=200N, M =400Nm 求 该平面任意力系的合力及其作用线与 AC 或其延长线的交点位置。 平面任意力系简化 a F 191.42N,' F 54.82N, F R =199.12N x y v M 二 Y91.34Nm OE =7.16m 2.求图示桁架中各杆的内力。 桁架内力计算，截面法与节点法： F 3 F 6 3.已知图示结构中 a=2m ，在外力F =5kN 和力偶矩 M=10kN m 作用下，求 A B 和D 处 的约束反力。 力系的平衡条件的应用，隔离体与整体分析： F D ( ) =F AX *Ay ? =F BX =F By =10kN M A =10kNm 卜 a
4.已知图示结构中a=1m,二=60：,在外力F =10kN和力偶矩M°=20kNm作用下，求A C处的约束反力。 同上F AX =20kN；_」,F A y =O,M A =20kNm,F c =17.32kN 5. 图示构件截面均一，图中小方形边长为b,圆形半径均为R,若右图中大方形和半圆形 材料密度分别为专，梟，试计算确定两种情况下平面图形的质心位置。 以圆心为原点： b3 人左=-2说$ J 以方形下缘中点为原点:
6. 斜坡上放置一矩形匀质物体，质量 m=10kg ，其角点A 上作用一水 平力 F ，已知斜坡角 度 戸30°，物体的宽高比 b/h=0.3，物体与斜坡间的静摩擦系数 f s =0.4。试确定不致 破坏平衡时F 的取值范围。 1）滑动平衡范围—14.12N 乞F 乞124.54N ，（ 2）翻倒平衡范 7. 如图机构，折杆 OBC 绕着 O 轴作顺时针的匀速定轴转动，角速度为 ??，试求此时扣环 M 的速度和加速度。 点的合成运动：动系法 4-sin2「2 % "° M 伽仏 OM 8. 悬臂刚性直杆OA 在 O 处以铰链连接一圆环，半径R=0.5m,圆环绕O 逆时针作定轴转动， 在图示瞬时状态 下， 圆环角速度』:=1rad/s ，试求同时穿过圆环与杆 OA 的扣环M 的速度 和加速度。 9. 摇杆OA 长r 、绕O 轴转动，并通过 C 点水平运动带动摇杆 OA 运动。图示瞬时摇杆 OA 杆与水平线夹角 :， C 点速度为V ,加速度a ,方向如图，试求该瞬时摇杆 OA 的角速度 和角加速度。 计算滑动和翻倒两种情况得到（ 围：8.69N 乞 62.27N
新工科背景下提高《理论力学》课程教学质量的几点思考
新工科背景下提高《理论力学》课程教学质量的几点思 考 【摘要】 在新工科背景下，提高《理论力学》课程教学质量至关重要。本文从建立真实场景案例教学模式、加强实践环节与理论联系、引入新技术手段提升教学效果、强化学生参与与互动、定期评估与调整教学方案等几个方面进行思考。通过创设真实场景案例，可以帮助学生更好地理解理论知识；加强实践环节有助于提升学生动手能力；引入新技术手段可以提升教学效果；强化学生参与与互动可以激发学习兴趣；定期评估与调整教学方案是提高教学质量的重要环节。结合这些关键点，可以有效提高《理论力学》课程教学质量，推动学生的综合能力提升。 【关键词】 新工科、理论力学、教学质量、真实场景案例教学、实践环节、新技术手段、学生参与、互动、评估、调整、关键。 1. 引言 1.1 背景介绍 《理论力学》课程作为工科专业的重要基础课程，在新工科背景下面临着新的挑战和机遇。随着社会的快速发展和科技的不断进步，新工科理念强调培养学生的实践能力、创新能力和团队合作精神，要求
教学要与社会需求和产业发展相结合，更加注重学生的实际操作能力和解决问题的能力。在新工科背景下提高《理论力学》课程教学质量显得尤为重要。 为了更好地适应新工科背景下的教学需求，需要不断探索创新教学模式、优化课程设置、整合资源、强化实践教学，提升学生的综合能力。只有不断更新教学理念，注重教学方法和手段的改革，才能更好地适应新工科的发展需求，提高《理论力学》课程教学质量，为工科学生的综合素质培养打下坚实基础。 2. 正文 2.1 建立真实场景案例教学模式 建立真实场景案例教学模式是提高《理论力学》课程教学质量的重要途径之一。通过真实场景案例教学，可以使学生更好地理解理论知识，并将其应用到实际工程问题中。这种教学模式可以帮助学生将抽象的理论知识转化为具体的实践操作，培养学生的问题解决能力和创新思维。 在建立真实场景案例教学模式的过程中，可以选取工程实际中的典型问题作为案例，让学生通过分析、计算和验证等步骤逐步解决问题。可以引入实际工程项目中的数据和情境，让学生在模拟真实工程环境中进行学习和实践。通过这种方式，学生可以更好地理解理论知识与实际应用的关系，提高他们的学习兴趣和动力。
《理论力学》课程教学大纲
本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 理论力学是土木工程、机械设计制造及其自动化、港口航道与海岸工程、船舶与海洋工程等工科类专业的一门学科基础课，也是各门力学课程(例如：材料力学、结构力学、弹性力学、流体力学等)的基础，同时是一门对工程对象进行静力学、运动学与动力学分析的技术基础课，在诸多工程技术领域有着广泛的应用。本课程的任务是使学生掌握质点、质点系、刚体和刚体系机械运动（包括平衡）的基本规律及其研究方法，初步学会使用理论力学的理论和方法去分析、解决工程实际问题（包括把一些简单的工程实际问题抽象为理论力学模型），为学习一系列的后继课程打好必要的基础，并为将来学习和掌握新科学技术创造条件。同时，结合本课程的特点，培养学生的思维能力、抽象化能力、表达能力、计算能力和自学能力。 2.设计思路： 根据理论力学课程的特点，本课程以课堂讲授为主，结合大量的课下作业，使同学们将掌握的理论力学知识应用于解决工程实际问题，具有将简单实际问题抽象为质点、质点系、刚体或刚体系力学模型的能力，具有对力学模型进行静力学、运动学或 - 1 -
动力学分析的能力。课程内容包括三个模块：静力学、运动学、动力学。 （1）理论教学： 理论教学以课堂讲授为主，应科学地采用多种教学媒体，优先利用电子教案和多媒体课件，重点强调基本概念、基本理论、基本方法的学习、训练和掌握。明确理论力学的内容范围，包括静力学、运动学、动力学等内容。 （2）实践性教学： 针对理论力学课“理论好懂而解题困难”的特点，除了要布置大量的课下作业外，在课堂教学期间，根据课程静力学、运动学、动力学三个模块的各个节点，实时安排适当比例的思考题课堂讨论和代表性例题分析等实践性课堂教学内容。 3. 课程与其他课程的关系 先修课程：高等数学。本课程与这门课程密切相关，学生应掌握微积分和常微分方程的数学知识，才能保证理论力学的教学与实践达到较好的效果。 二、课程目标 本课程的目标是使学生掌握质点、质点系、刚体和刚体系机械运动（包括平衡）的基本规律和研究方法，为后续专业课程的学习奠定理论基础；培养和提高学生的逻辑思维能力(包括推理，分析，判断等)、抽象化能力(包括将简单实际问题抽象成为力学模型，进行适当的数学描述，应用力学理论求解)、自学能力、表达能力(包括用文字和图表)和数学计算能力。 学生通过本课程的学习，在知识层面应达到以下具体要求： （1）能够熟练地进行物体的受力分析并计算静定系统的约束力； （2）会计算平面简单桁架的杆件内力； （3）能够熟练地分析有摩擦时物体的平衡问题并求解； - 2 -
《理论力学》课程教学大纲
理论力学 Theoretical Mechanics 课程编号：1011003 学时：50学时 先修课程：高等数学、普通物理、机械制图 开课对象：材料成型与控制工程专业 课程类型：专业技术基础课 一、程的的性质、目的与任务 理论力学对工科一般专业是一门理论性较强的技术基础课。本课程的任务是使学生了解和掌握物体机械运动的一般规律及研究方法，并能初步运用这些规律对简单的实际问题进行分析、科学地抽象，进而予以解决；为学习后续课程和进一步学习有关的科学技术打好必要的基础。同时结合本课程的特点，培养学生正确的思维方法和辩证唯物主义世界观。 二、教学基本内容与基本要求 学生按本大纲学完理论力学以后，应对所规定的基本内容有较全面的、系统的理解，掌握其中的基本概念、基本理论和基本方法，具体的要求为： 1.对简单的物体系统能进行受力分析，正确画出其中任一物体的受力图。 2.能熟练地进行力的合成与分解、计算力的投影和力矩。 3.能正确地运用平衡方程求解物体和简单物体系统的平衡问题（包括考虑摩擦的问题）。 4.能熟练地建立点的运动方程和计算点的速度和加速度（主要是平面问题）。 5.掌握刚体平动、定轴转动和平面运动的特征，并能熟练地计算刚体的角速度和角加速度、 刚体内各点的速度和加速度。 6.对运动的相对性有清晰的概念，掌握运动合成和分解的一般方法。正确运用点的速度和加 速度合成定理去求解有关问题。 7.对力学中各基本物理量有清晰的概念并能正确计算（例如刚体作平面运动的动能等）。 8.能正确地选择并综合运用动力学普遍定理求解工程实际中简单的理论力学问题（包括刚体 平面运动问题）。 三、本课程与其它课程的关系 理论力学是一门理论性较强的技术基础课，在学习本课程有关部分之前，应掌握的数学知识有：解析几何，矢量代数的基本运算；简单函数和复合函数的微分，导数和偏导数；定积分和不定积分；线积分和重积分的概念，一元函数的极值；二阶常导数线性常微分方程的求解等。理论力学本身也为一系列后续课程首先是材料力学等课程的学习提供基础。 四、教学内容及学时分配 （一）教学内容 绪论 静力学：静力学公理和物体的受力分析：1.静力学公理；2.约束和约束力；3.物体的受力分析；
《理论力学》课程思政设计与实践探讨
《理论力学》课程思政设计与实践探讨 2中国民航大学航空工程学院天津 300300；） 摘要：全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的有效措施。《理论力学》对培 养学生的专业认同感和自豪感起到重要作用。本文对《理论力学》课程如何进行思政元素的 有机融入与课堂实践进行了探讨。利用现代信息技术进行多维度、多层次思政设计，通过开 展特殊作业、实时更新思政案例、创新课堂授课方式、改进教学模式等措施，丰富课程思政 内涵，起到“如盐化水”的教学效果。 关键词：理论力学，思政设计，思政案例，课堂实践 随着国家大飞机和发动机专项的快速推进，民航运输业和航空制造业呈现融 合发展的态势，对民航维修工程高端人才培养提出了更高的要求[1]。《理论力学》课程作为航空维修类专业的基础课程，在专业认同感和民族自豪感培养中起到重 要作用。将思想政治育人元素融入课程教学各个环节，培养学生爱国主义情怀与 对科学不懈追求的精神，塑造学生正确的人生观、价值观、工程伦理观。 一、《理论力学》课程思政目标 《理论力学》是大部分工科专业课的基础，能使学生了解所学专业的重要性，产生专业认同感和自豪感。《理论力学》课程思政的主要目标为： 1、培养学生逻辑和创新意识。《理论力学》课程知识具有很强的逻辑性和 系统性[2]，可以有效培养学生的逻辑思维和创新意识。纵观各个工程应用“大国 重器”的研制历程不难发现，力学在探索自然规律、突破技术瓶颈中起到的重要 作用，学好力学可以使学生在知识赋予的力量下，具备敢于探索未知、追求真理 的勇气。 2、激发学生航空报国的家国情怀。随着国家大飞机和发动机专项的快速推进，航空运输业和制造业对民航维修工程人才提出了更高的要求。通过开展课程
《理论力学》课程教学方法探讨
《理论力学》课程教学方法探讨 理论力学课程是机械设计及其自动化专业学生的一门具有较强理论分析的专业基础课，也是石油工程、土木工程、建筑专业等专业的基础课程，主要通过研究以静力学、运动学和动力学为主要内容。本课程内容多且集中，知识密集且复杂，理论分析较强导致学生结合实践分析能力较弱。由此，对其进行了一些探讨，并基于独立学院培养应用性人才的目标要求，以及结合本课程的教学特点，对其进行深入的研究，会取得一定的教学效果。 一、课程内容 独立学院学生普遍存在学习主动性不高、自信心不足，对理论知识不屑一顾，另外理论力学只研究刚体，不考虑材料变形，理论性很强，导致学生学习动力不足，对于机械专业来说，应多加强实例分析，导致学习枯燥，不利于培养学生的分析能力；有些教材编排章节，内容不够精炼，并且大多数教材内容中实例过少，不利于学生拓宽知识面，对宽口径人才培养模式有一定出入。因此，为了能够反映学校培养人才的眼球，适应社会的发展，应该对该课程内容进行调整和优化。本课程教学内容可为3个部分： 1.静力学部分 包括静力学的公理、物体受力分析、平面力系和空间力系的 1/ 5
受力分析以及在非光滑表面接触时的受力分析应用举例。这部分教学主要培养学生基础理论和基本技能，以掌握理论、应用为重点，对平衡物体的力学分析，重点讲述其受力后的平衡，而后展开学习和课堂讨论实例，这样可以达到理论和实际相结合的目的。同时增加一些抽象实例的题型，让学生可以更好的掌握和学习对物体平衡的分析，从而使得学生的学习思路比较清晰，还可以促进学生学习其他课程知识。 2.运动学部分 包括点的描述、点的合成、刚体的运动等等。在教学期间，要达到培养学生对实际工程的设计及创新能力，可以实际抽象的实例进行模拟化然后进行运动分析，让学生明白，任何运动都可以简化看成点或者刚体的运动形式，因此，其主要内容集中在学生要掌握运动学中点的运动和刚体的运动，从而为后面动力学打好基础。 3.动力学部分 包括动量定理、动量矩定理和动能定理三部分内容。该部分主要是静力学和运动学的结合，是运动体，即就是分析运动物体的力学性能，以及在整个运动过程中如何才能平稳，达到能量充分的利用。 二、教学研究方法 理论力学的研究途径可分为建立理论体系和理论的工程应 2/ 5
理论力学简答题
简答题答案 1、说明科里奥利加速度产生的原因。 答：（1）质点具有相对速度v '时，致使质点在活动参考系中的位置发生变化， 从而改变了速度的大小； （2）质点跟随活动参考系转动时，相对速度方向的变化。 2、试推导出质点在非惯性系中的动力学方程，并说明方程中各项的含义。 答：在非惯性系中v r r a a '⨯-'⨯⨯-'⨯-=' ωωωω2)( 动力学方程为v m r m r m a m a m '⨯-'⨯⨯-'⨯-=' ωωωω2)( a m 表示外力； r m '⨯ ω 是由非惯性系的加速转动引起的，与非惯性系的角加速度有关； )(r m '⨯⨯ ωω成为惯性离心力；v m '⨯ ω2科里奥利惯性力。 3.试举两例说明由于地球自转而产生的力学效应,并简述其原因. 答：①如物体的重力随地理纬度的增大而增大，这是地球自转产生惯性离心力 的影响。 ②自由落体的偏东。地球上物体的运动方程为： x 的正方向向南，y 的正方向向东，z 的正方向竖直向上。自由落体的运动方向 向着z 轴的负方向， z 小于零，从运动方程知，物体向东方向受到附加的科里奥利力的作用，即自由落体的偏东。 4.为什么落体会偏东？ 答：地球上物体的运动方程为： ⎪⎩⎪ ⎨⎧+-=+-=+=λωλλωλωcos 2)cos sin (2sin 2y m mg F z m z x m F y m y m F x m z y x
x 的正方向向南，y 的正方向向东，z 的正方向竖直向上。自由落体的运动方向向着z 轴的负方向， z 小于零，从运动方程知，物体向东方向受到附加的科里奥利力的作用，即自由落体的偏东。 5、应用非惯性系动力学方程导出质点组对质心的角动量定理． 答：在非惯性系中 对质心的角动量定理:dt L d M '=' 6、分别说明质点组动量守恒定律、动量矩守恒定律、机械能守恒定律成立条件。 答：动量守恒定律成立的条件：合外力为零； 动量矩守恒定律成立的条件；合外力矩为零； 机械能守恒定律成立的条件：外力和非保守内力作功为零。 7.写出在惯量主轴坐标系中，刚体对定点的惯量张量、动量矩以及动能的表达式。 ⎪⎩⎪ ⎨⎧+-=+-=+=λωλλωλωcos 2)cos sin (2sin 2y m mg F z m z x m F y m y m F x m z y x )(d 'd ) ()(22 C i i i e i i i r m F F t r m -++=∑∑∑===⨯+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯∴n i i i C e i n i i n i i i i r m r F r t r m r t 1 )(11''d 'd 'd d '1 =∑=n i i i r m )(1 1'd 'd 'd d e i n i i n i i i i F r t r m r t ∑∑==⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯∴
力的课件及相关公式
力的课件及相关公式 力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而单独存在。两个不直接接触的物体之间也可能产生力的作用。接下来，小编为你带来力的课件资料——关于力的所有公式，希望对你有帮助。 力： 定义：力是物体之间的相互作用.大小、方向、作用点是力的三要素. 国际单位：牛顿,简称牛,符号是N.这是为了纪念英国科学家伊萨克·牛顿而命名的. 性质： 物质性：力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的. 相互性：任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体. 矢量性：力是矢量,既有大小又有方向. 同时性：力的作用是同时的. 独立性：一个力的作用并不影响另一个力的作用. 测量工具：弹簧秤（测力计） 力的描述： 力的图示：用一条有向线段把力的三要素准确的表达出来的方式成为力的图示.大小用有标度的线段的长短表示,方向用箭头表示,作用点用箭头或箭尾表示,力的方向所沿的直线叫做力的作用线.力的图示用于力的计算. 力的示意图：不需要画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向,力的示意图用于力的受力分析. 力的分类： 1）根据力的性质可分为重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等. 2）根据力的效果可分为拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、
向心力、回复力等. 3）根据研究对象可分为外力和内力. 力的作用效果： 1）力可以使物体发生形变. 2）力可以改变物体的运动状态（速度大小、运动方向、两者同时改变）. [编辑本段]力的单位及换算单位 牛顿（N） 千克力（kgf） 达因（dyn） 换算 1N=1kg*m/s^2 1kgf=9.80665N 1dyn=10^-5N 1N≈0.10197kgf 1N=10^5dyn 公式 F=ma G=mg （g=9.8N/kg) G;表示质量为1千克的物体所受到的力是9.8牛 【力学】 物理学的一个分支学科.它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的.力学可分为静力学、运动学和动力学三部分.静力学是以讨论物体在外力作用下保持平衡状态的条件为主.运动学是撇开物体间的相互作用来研究物体机械运动的描述方法,而不涉及引起运动的原因.动力学是讨论质点系统所受的力和压力作用下发生的运动两者之间的关系.力学也可按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学.连续介质通常分为固体和流体,固体包括弹性体和塑性体,而流体则包括液体和气体. 16世纪到17世纪间,力学开始发展为一门独立的、系统的学科.伽利略通过对抛体和落体的研究,提出惯性定律并用以解释地面上的物体