静力学知识归纳

流体静力学基本方程

三、流体静力学基本方程式 1、方程的推导 设：敞口容器内盛有密度为ρ的静止流体，取任意一个垂直流体液柱，上下底面积 均为Am 2。 作用在上、下端面上并指向此两端面的压力 分别为 P 1和 P 2 。 该液柱在垂直方向上受到的作用力有: （1）作用在液柱上端面上的总压力P 1 P 1= p 1 A (N) ↓ （2）作用在液柱下端面上的总压力 P 2 P 2= p 2 A (N) ↑ （3）作用于整个液柱的重力G G =ρgA(Z 1-Z 2) (N) ↓ 由于液柱处于静止状态，在垂直方向上的三个作用力的合力为零，即 ： p 1 A+ ρgA(Z 1 -Z 2) -–p 2 A = 0 令： h= (Z 1 -Z 2) 整理得： p 2 = p 1 + ρgh 若将液柱上端取在液面，并设液面上方的压强为 p 0 ； 则： p 0 = p 1 + ρgh 上式均称为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。 即：静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。 2、静力学基本方程的讨论: （1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。 （2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。 （3）当液体上方的压力有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。

（4） g h p p ρ+=12 或g p p h ρ12-= 压强差的也大小可利用一定高度的液体柱来表示。 （5）整理得：g g z p g z 2 21 1ρρ+=+ 也为静力学基本方程 （6）方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变化不大的情况。 3、静力学基本方程的应用 (1) 测量流体的压差或压力 ① U 管压差计 U 管压差计的结构如图。 对指示液的要求：指示液要与被测流体不互溶，不起 化学作用，且其密度指ρ应大于被测流体的密度ρ。 通常采用的指示液有：水、油、四氯化碳或汞等。 测压差：设流体作用在两支管口的压力为1p 和2p ，且1p ＞2p ， A-B 截面为等压面 即：B A p p = 根据流体静力学基本方程式分别对U 管左侧和U 管右侧进行计算, 整理得： ()Rg p p ρρ-=-指21 讨论：（a ）压差（21p p -）只与指示液的读数R 及指示液同被测流体的密度差有关。（b ）若压差△p 一定时，（21p p -）越小，读数R 越大，误差较小。 （c ）若被测流体为气体， 气体的密度比液体的密度小得多，即()指指ρρρ≈-， 上式可简化为： Rg p p 指ρ=-21

船舶静力学总结复习资料

第一章船体形状及近似计算 1.型尺度（也称模尺度）：量到船体的型表面（或模表面）的尺度，用于船型的 研究和船舶原理的各种计算。钢船的型表面是外壳板的内表面，木船和钢丝网水泥船由于外板厚度较大，因而型表面一般取外壳板的外表面。 2.尾垂线：一般在舵柱的后缘，如无舵柱，则取在舵杆的中心线上。 3.干舷（F—Freeboard）：自设计水线至上甲板边板上表面的垂直距离。 4.长宽比L/B：与船的快速性有关。例如高速船这比值越大，船越细长，在水中 航行时所受的阻力越小。 5.宽度吃水比B/d：与稳性、快速性、耐波性和操纵性都有关。 6.型深吃水比D/d：与船的稳性、抗沉性、船体强度及船体的容积有密切的关系。 7.长深比L/D：与船体总强度有关，长深比小，船短而高，强度好。 8.梯形法基本原理：用若干直线段组成的折线近似地代替曲线，即以若干梯形面 积之和来代替被积函数曲线下所包围的面积。 9.辛浦生法：用抛物线段来近似代替实际曲线。用二次抛物线来近似代替实际曲 线—辛氏第一法则；用三次抛物线来近似代替实际曲线—辛氏第二法则。10.乞贝雪夫法的原理：用高次（n次）抛物线来代替曲线，并取不等间距的n个 纵坐标，计算抛物线下的面积代替实际曲线下的面积。面积S是用不等间距的n个纵坐标之和乘以一个共同的系数p，p值为曲线底边长除以纵坐标数目n，即p=L/n。 11.乞贝雪夫法不适用于变限积分的计算，但在手工计算大倾角稳性用。 12.提高计算精度的方法：增加中间坐标、端点修正坐标。 13.曲线的端点较凸修正方法： 1)过A点作直线AB，并使阴影线部分的面积相等，所得OB即为修正坐标 '0y； 2)曲线端点未达到所规定的等间距站号：过B点作直线BD使两阴影线部分 的面积相等，然后连接OB，并过D点作DE//OB，则OE为修正到新站号 的坐标y0’（为负值）。 3)曲线的端点超出了所规定的等间距站号：过D点作直线DE使两阴影线部 分的面积相等，然后连接AD，再从E点作EF//AD，则DF即为坐标修正 值y0’，计算中用y0’代替y0可得到较精确的结果。 第二章浮性 1.浮性：是指在一定装载情况下，船舶具有漂浮在水面（或浸没水中）保持平衡 位置的能力。 2.阿基米德原理：物体水中所受到的浮力等于该物体所排开的水的重量Δ=ω*?。 3.淡水ω= 1.0 t /m3 海水ω= 1.025 t /m3 4.船舶漂浮的平衡条件：重力和浮力大小相等，且方向相反，即：W ＝ω?；重 心G和浮心B在同一铅垂线上。 5.为描述浮态，通常选用固定在船上的直角坐标系。 6.浮态：船舶浮于静水的平衡状态。 7.三种典型浮态：正浮、横倾、纵倾。 8.重心坐标： 9.船上各项重量：1、固定重量（空船重量），重量和重心固定不变；2、变动重 量（载重量），包括旅客、货物、燃料、润滑油、淡水、粮食及弹药等。 10.船舶排水量：空船重量与载重量之和。 11.民用船舶排水量定义： 满载排水量：货物和旅客全部装载满额的情况； 空载排水量：货物和旅客全部没有的情况。 12.通常所谓满载排水量，如无特殊说明，就是指满载出港的排水量，也是民用船 的最大排水量。 13.军用舰艇排水量定义：空载、标准、正常、满载、最大。 14.进行设计时，民用船舶以满载排水量为设计排水量。军用舰艇以正常排水量为 设计排水量。 15.计算静矩时：X F是离基平面z处的水线面面积形心（称为漂心）的纵向坐标。 16.浮心纵坐标：

1静力学基本知识与结构计算简图

教案 专业：道路桥梁工程技术课程：工程力学 教师：刘进朝 学期：2010-2011-1 教案首页

教学内容：

课题1 静力学基本知识与结构计算简图 一、静力学基本概念 1.力的概念 ※定义：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态发生改变和变形状态发生改变。 ※力的三要素：大小，方向，作用点 集中力：例汽车通过轮胎作用在桥面上的力。 2.力系的概念 定义——指作用在物体上的一群力。 根据力系中各力作用线的分布情况可将力系分为平面力系和空间力系两大类。 若两个力系分别作用于同一物体上时，其效应完全相同，则称这两个力系为等效力系。 用一个简单的等效力系（或一个力）代替一个复杂力系的过程称为力系的简化。 力系的简化是工程静力学的基本问题之一。 3.刚体的概念：指在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 4.平衡的概念 平衡——指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。 二、静力学基本公理 公理1：二力平衡公理。 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用线共线，作用于同一个物体上（如图所示）。 （a）（b） 注意：①对刚体来说，上面的条件是充要的②对变形体来说，上面的条件只是必要条件 例如，如图所示之绳索 二力构件（二力杆）：在两个力的作用下保持平衡的构件。 例如，如图所示结构的直杆AB、曲杆AC就是二力杆。

（a）（b）（c） 公理2：加减平衡力系公理。 在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 加减平衡力系公理也只适用于刚体，而不能用于变形体。 推论1：力的可传性。 作用于刚体的力可沿其作用线移动而不致改变其对刚体的运动效应（既不改变移动效应，也不改变转动效应），如图所示。 因此，对刚体来说，力作用的三要素为：大小，方向，作用线 注意：（1）不能将力沿其作用线从作用刚体移到另一刚体。 （2）力的可传性原理只适用于刚体，不适用于变形体。 例如，如图（a）所示之直杆 （a）拉伸 （b）压缩 在考虑物体变形时，力失不得离开其作用点，是固定矢量。 公理3：力的平行四边形法则。 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示，如图（a）所示。 F R=F1+F2 力的平行四边形法则可以简化为三角形法则，如图（b）所示，

工程力学知识点

工程力学知识点 静力学分析 1、静力学公理 a，二力平衡公理：作用在刚体上的两个力使刚体处于平衡的充分必要条件是这两个力等值、反向、共线。（适用于刚体） b，加减平衡力系公理：在任意力系中加上或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。（适用于刚体） c，平行四边形法则：使作用在物体上同一点的两个力可以合为一个合力，此合力也作用于该点，合理的大小和方向是以两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。（适用于任何物体） d，作用与反作用力定律：两物体间的相互作用力，即作用力和反作用力，总是大小相等、指向相反，并沿同一直线分别作用在这两个物体上。（适用于任何物体） e，二力平衡与作用力反作用力都是二力相等，反向，共线，二者的区别在于两个力是否作用在同一个物体上。 2、汇交力系 a，平面汇交力系：力的作用线共面且汇交与一点的平面力系。 b，平面汇交力系的平衡：若平面汇交力系的力多边形自行封闭，则该平面汇交力系是平衡力系。 c，空间汇交力系：力的作用线汇交于一点的空间力系。 d，空间汇交力系的平衡：空间汇交力系的合力为零，则该空间力系平衡。

3、力系的简化结果 a，平面汇交力系向汇交点外一点简化，其结果可能是①一个力②一个力和一个力偶。但绝不可能是一个力偶。 b，平面力偶系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力偶②合力偶为零的平衡力系 c，平面任意力系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力②一个力偶③一个力和一个力偶④处于平衡。 d，平面平行力系向作用面内任一点简化，其结果可能是①一个力②一个力偶③一个力和一个力偶④处于平衡。 e，平面任意力系平衡的充要条件是①力系的主矢为零②力系对于任意一点的主矩为零。 4、力偶的性质 a，由于力偶只能产生转动效应，不产生移动效应，因此力偶不能与一个力等效，即力偶无合力，也就是说不能与一个力平衡。 b，作用于刚体上的力可以平移到任意一点，而不改变它对刚体的作用效应，但平移后必须附加一个力偶，附加力偶的力偶矩等于原力对于新作用点之矩，这就是力向一点平移定理。 c，在平面力系中，力矩是一代数量，在空间力系中，力对点之矩是一矢量。力偶对其作用面内任意点的力矩恒等于此力偶矩，而与矩心的位置无关。 5、平面一般力系。 a，主矢：主矢等于原力系中各力的矢量和，一般情况下，主矢并不与原力系等效，不是原力系的合力。它与简化中心位置无关。 b，主矩：主矩是力系向简化中心平移时得到的附加力偶系的合力偶的矩，它也不与原力系等效。主矩与简化中心的位置有关。 c，全反力：支撑面的法向反力及静滑动摩擦力的合力 d，摩擦角：在临界状态下，全反力达到极限值，此时全反力与支撑面的接触点的法线的夹角。f=tan e，自锁现象：如果作用于物体的全部主动力的合力的作用线在摩擦角内，则无论这个力有多大，物体必然保持静止，这一现象称为自锁现象。 6、a，一力F在某坐标轴上的投影是代数量，一力F沿某坐标轴上的分力是矢量。 b，力矩矢量是一个定位矢量，力偶矩矢是自由矢量。 c，平面任意力系二矩式方程的限制条件是二矩心连线不能与投影轴相垂直；平面任意力系三矩式方程的限制条件是三矩心连线不能在同一条直线上。 d，由n个构件组成的平面系统，因为每个构件都具有3个自由度，所以独立的平衡方程总数不能超过3n个。 e，静力学主要研究如下三个问题：①物体的受力分析②力系的简化③物体在力系作用下处于平衡的条件。 f，1 Gpa = 103 Mpa = 109 pa = 109 N/m2 7、铰支座受力图 固定铰支座活动铰支座

理论力学知识点总结静力学篇

静力学知识点 第一章静力学公理和物体的受力分析 本章总结 1.静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。 2.静力学公理 公理1 力的平行四边形法则。 公理2 二力平衡条件。 公理3 加减平衡力系原理 公理4 作用和反作用定律。 公理5 刚化原理。 3.约束和约束力 限制非自由体某些位移的周围物体，称为约束。约束对非自由体施加的力称为约束力。约束力的方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。 4.物体的受力分析和受力图 画物体受力图时，首先要明确研究对象（即取分离体）。物体受的力分为主动力和约束力。要注意分清内力与外力，在受力图上一般只画研究对象所受的外力；还要注意作用力和反作用力之间的相互关系。 常见问题 问题一画受力图时，严格按约束性质画，不要凭主观想象与臆测。

第二章平面力系 本章总结 1. 平面汇交力系的合力 （1 ）几何法：根据力多边形法则，合力矢为 合力作用线通过汇交点。 （2 ）解析法：合力的解析表达式为 2. 平面汇交力系的平衡条件 （1 ）平衡的必要和充分条件： （2 ）平衡的几何条件：平面汇交力系的力多边形自行封闭。 （3 ）平衡的解析条件（平衡方程）： 3. 平面内的力对点O 之矩是代数量，记为

一般以逆时针转向为正，反之为负。 或 4. 力偶和力偶矩 力偶是由等值、反向、不共线的两个平行力组成的特殊力系。力偶没有合力，也不能用一个力来平衡。 平面力偶对物体的作用效应决定于力偶矩M 的大小和转向，即 式中正负号表示力偶的转向，一般以逆时针转向为正，反之为负。 力偶对平面内任一点的矩等于力偶矩，力偶矩与矩心的位置无关。 5. 同平面内力偶的等效定理：在同平面内的两个力偶，如果力偶相等，则彼此等效。力偶矩是平面力偶作用的唯一度量。 6. 平面力偶系的合成与平衡 合力偶矩等于各分力偶矩的代数和，即 平面力偶系的平衡条件为 7、平面任意力系

华中科技大学交通科学与工程学院-华中科技大学研究生招生信息网

华中科技大学船舶与海洋工程学院 2009年硕士研究生复试工作细则 复试是研究生招生考试的重要组成部分，其目的是进一步考察考生的综合素 质和实际能力，选拔真正具有培养潜力的合格生源。为切实做好复试工作，把好 新生入学质量关，根据教育部和华中科技大学有关文件的精神，我院对硕士生招 生复试工作制订如下工作细则。 一、复试工作领导小组及复试小组 学院成立研究生招生工作领导小组，对整个复试和录取工作进行统一领导。 本院成立2个复试小组。凡属考生直系亲属者，不得参与该考生的复试工作。复试小组的工作职责为：确定复试的具体内容，负责命题、进行面试及评定复试成绩，写出评语并提出是否录取的意见。 二、参加复试的基本要求及名单的确定 1．船舶与海洋结构物设计制造、轮机工程、水下工程 总分：280，外语：45，政治：45，业务一：70，业务二：70 2．单独考试与强军计划 总分：250，外语：40，政治：40，业务一：40，业务二：40 根据上述分数线，最多按录取控制指标的120% 确定参加复试考生名单，并 报研究生院审定，备案。 三、复试方式及复试内容 复试包括专业课程考试、综合素质和能力考察、外语听力与口语测试、思想 政治品德考核等内容。其中专业课程考试形式为闭卷笔试，时间2.5小时，根据 专业的差异按要求选择不同的试卷。 1．专业笔试 1）报考船舶与海洋结构物设计制造、水下工程专业的考生 对于船舶与海洋工程专业的毕业生，考试科目为船舶静力学； 参考书目：盛振邦主编，船舶静力学，上海交通大学出版社。 对于其它专业的毕业生，可选择船舶静力学科目，也可选择轮机工程专业的 相关考试科目。 2）报考轮机工程专业的考生

初中物理力学知识点总结

初中物理力学知识点总结 一、力知识归纳 1．什么是力：力是物体对物体的作用。 2．物体间力的作用是相互的。一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力。 3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。） 4．力的单位是：牛顿简称：牛，符合是N。1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。 5．实验室测力的工具是：弹簧测力计。 6．弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。 7．弹簧测力计的用法： 1 要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零； 2 认清最小刻度和测量范围； 3 轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度， 4 测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致；⑸观察读数时，视线必须与刻度盘垂直。（6）测量力时不能超过弹簧测力计的量程。 8．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。 9．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是： 1 用线段的起点表示力的作用点； 2 延力的方向画一条带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向； 3 若在同一个图中有几个力，则力越大，线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小，

10．重力：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。重力的方向总是竖直向下的。 11. 重力的计算公式：G mg，（式中g是重力与质量的比值：g 9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g 10牛顿/千克）；重力跟质量成正比。 12．重垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成。 13．重心：重力在物体上的作用点叫重心。 14．摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。 15．滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系。压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 16．增大有益摩擦的方法：增大压力和使接触面粗糙些。 减小有害摩擦的方法： 1 使接触面光滑和减小压力； 2 用滚动代替滑动； 3 加润滑油； 4 利用气垫。（5）让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）。 二、力和运动知识归纳 1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律。 2．惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫做惯性定律。 3．物体平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就叫做二力平衡。 4．二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、

静力学的基础知识第一章答案

思考题 1、力、力系、刚体、平衡的定义是什么？ 力是物体间相互的机械作用。 力系是指作用于物体上的一群力，它们组成一个力的系统。 刚体就是在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的物体。 平衡是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。 2、静力学研究的对象是什么？ 静力学的研究对象是刚体。 3、静力学公理的主要内容是什么？它们的推论有哪些？ ⑴二力平衡公理：作用在刚体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，是刚体保持平衡的必要和充分条件。 ⑵加减平衡力系公理：在已知力系上加上或者减去任意一个平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 推论一 力的可传性原理：作用在刚体上某点的力，可以沿其作用线移向刚体内任一点，不会改变它对刚体的作用效应。 ⑶力的平行四边形法则：作用于刚体上同一点的两个力1 F 和2F 的合力R 也作用于同一点，其大小和方向由这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示。

推论二三力平衡汇交定理：当刚体受同一平面内互不平行的三个力作用而平衡时，此三力的作用线必汇交于一点。 ⑷作用力与反作用力公理：两个物体之间的相互作用力一定大小相等、方向相反，沿同一作用线。 4、作用力与反作用力是一对平衡力吗？ 不是。作用力与反作用力是作用在两个物体上的，而一对平衡力则是作用在同一物体上的。 5、如图1－19所示，三铰拱架上的作用力F可否依据力的可传性原理把它移到D点？为什么？ 图1-19 思考题5 不可以。作用在刚体上某点的力可以沿作用线移动到同一刚体上，不能移到其它物体上。 6、二力平衡条件、加减平衡力系原理能否用于变形体？为什么？ 不能。因为会改变物体的形状，不再是原有的平衡状态。 7、二力构件所受的力总是沿着杆件的截面方向，这种说法对吗？ 不对。力是沿着受力点的连线上。 8、工程上，常用的约束类型有哪些？它们各自的特点是什

静力学基本知识

建筑力学常见问题解答 1 静力学基本知识 1.静力学研究的内容是什么？ 答：静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 2. 什么叫平衡力系？ 答：在一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力，称为力系。能使物体保持平衡的力系，称为平衡力系。 3.解释下列名词：平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。 答：平衡：在一般工程问题中，物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动，称为平衡。例如，房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的；在直线轨道上作匀速运动的火车，沿直线匀速起吊的建筑构件，它们相对于地球作匀速直线运动，这些物体本身保持着平衡。其共同特点，就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件：讨论物体在力系作用下处于平衡时，力系所应该满足的条件，称为力系的平衡条件，这是静力学讨论的主要问题。 力系的简化或力系的合成：在讨论力系的平衡条件中，往往需要把作用在物体上的复杂的力系，用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替，使得讨论平衡条件时比较方便，这种对力系作效果相同的代换，就称为力系的简化，或称为力系的合成。 等效力系：对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。 4. 力的定义是什么？在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况？ 答：力的定义： 力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应)，或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用，因此，力不可能脱离物体而单独存在，有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况，一种是两物体相互接触时，它们之间相互产生的拉力或压力；一种是物体与地球之间相互产生的吸引力，对物体来说，这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么？ 实践证明，力对物体的作用效果，取决于三个要素：(1)力的大小；(2)力的方向；(3)力的作用点。这三个要素通常称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小，我们必须规定力的单位，在国际单位制中，力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向通常包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围，不过当作用范围与物体相比很小时，可近似地看作是一个点。作用于一点的力，称为集中力。

1静力学基本知识与结构计算简图

教案 专业：道路桥梁工程技术 课程：工程力学 教师：刘进朝 学期：2010-2011-1 教案首页 授课日期： 2010年 9 月 22 日授课班级：10211-10216

教学内容： 课题1 静力学基本知识与结构计算简图一、静力学基本概念

1.力的概念 ※定义：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态发生改变和变形状态发生改变。 ※力的三要素：大小，方向，作用点 集中力：例汽车通过轮胎作用在桥面上的力。 2.力系的概念 定义——指作用在物体上的一群力。 根据力系中各力作用线的分布情况可将力系分为平面力系和空间力系两大类。 若两个力系分别作用于同一物体上时，其效应完全相同，则称这两个力系为等效力系。 用一个简单的等效力系（或一个力）代替一个复杂力系的过程称为力系的简化。 力系的简化是工程静力学的基本问题之一。 3.刚体的概念：指在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 4.平衡的概念 平衡——指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。 二、静力学基本公理 公理1：二力平衡公理。 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用线共线，作用于同一个物体上（如图所示）。 （a）（b） 注意：①对刚体来说，上面的条件是充要的②对变形体来说，上面的条件只是必要条件 例如，如图所示之绳索 二力构件（二力杆）：在两个力的作用下保持平衡的构件。 例如，如图所示结构的直杆AB、曲杆AC就是二力杆。

（a）（b）（c） 公理2：加减平衡力系公理。 在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 加减平衡力系公理也只适用于刚体，而不能用于变形体。 推论1：力的可传性。 作用于刚体的力可沿其作用线移动而不致改变其对刚体的运动效应（既不改变移动效应，也不改变转动效应），如图所示。 因此，对刚体来说，力作用的三要素为：大小，方向，作用线 注意：（1）不能将力沿其作用线从作用刚体移到另一刚体。 （2）力的可传性原理只适用于刚体，不适用于变形体。 例如，如图（a）所示之直杆 （a）拉伸 （b）压缩 在考虑物体变形时，力失不得离开其作用点，是固定矢量。 公理3：力的平行四边形法则。 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示，如图（a）所示。 F R=F1+F2 力的平行四边形法则可以简化为三角形法则，如图（b）所示，

流体静力学基本方程式

第一节流体静力学基本方程式 流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律。在工程实际中，流体的平衡规律 应用很广，如流体在设备或管道内压强的变化与测量、液体在贮罐内液位的测量、设备的液封等均以这一规律为依据。 1-1-1流体的密度 一、密度 单位体积流体所具有的质量，称为流体的密度，其表达式为： m(1-1) V 式中p -------------------流体的密度，kg/m3; m ---- 流体的质量，kg; V——流体的体积，m3。 不同的流体密度不同。对于一定的流体，密度是压力P和温度T的函数。液体的密度 随压力和温度变化很小，在研究流体的流动时，若压力和温度变化不大，可以认为液体的密度为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。 流体的密度一般可在物理化学手册或有关资料中查得，本教材附录中也列出某些常见气 体和液体的密度值，可供查用。 二、气体的密度 气体是可压缩的流体，其密度随压强和温度而变化。因此气体的密度必须标明其状态， 从手册中查得的气体密度往往是某一指定条件下的数值，这就涉及到如何将查得的密度换算 为操作条件下的密度。但是在压强和温度变化很小的情况下，也可以将气体当作不可压缩流体来处理。 对于一定质量的理想气体，其体积、压强和温度之间的变化关系为 pV p'V' T T' 将密度的定义式代入并整理得 '112 (1-2) 式中p——气体的密度压强，Pa; V ----- 气体的体积，m3; T——气体的绝对温度，K; 上标“’”表示手册中指定的条件。 一般当压强不太高，温度不太低时，可近似按下式来计算密度。 pM (1-3a) RT 或M T o p T°p 22.4 Tp00Tp o

1静力学基本知识常见问题与典型练习

1 静力学基本知识 常见问题： 1.静力学研究的内容是什么？ 答：静力学是研究物体在力系作用下处于平衡的规律。 2. 什么叫平衡力系？ 答：在一般情况下，一个物体总是同时受到若干个力的作用。我们把作用于一物体上的两个或两个以上的力，称为力系。能使物体保持平衡的力系，称为平衡力系。 3.解释下列名词：平衡、力系的平衡条件、力系的简化或力系的合成、等效力系。 答：平衡：在一般工程问题中，物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动，称为平衡。例如，房屋、水坝、桥梁相对于地球是保持静止的；在直线轨道上作匀速运动的火车，沿直线匀速起吊的建筑构件，它们相对于地球作匀速直线运动，这些物体本身保持着平衡。其共同特点，就是运动状态没有变化。 力系的平衡条件：讨论物体在力系作用下处于平衡时，力系所应该满足的条件，称为力系的平衡条件，这是静力学讨论的主要问题。 力系的简化或力系的合成：在讨论力系的平衡条件中，往往需要把作用在物体上的复杂的力系，用一个与原力系作用效果相同的简单的力系来代替，使得讨论平衡条件时比较方便，这种对力系作效果相同的代换，就称为力系的简化，或称为力系的合成。 等效力系：对物体作用效果相同的力系，称为等效力系。 4. 力的定义是什么？在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况？ 答：力的定义：

力是物体之间的相互机械作用。这种作用的效果会使物体的运动状态发生变化(外效应)，或者使物体发生变形(内效应)。 既然力是物体与物体之间的相互作用，因此，力不可能脱离物体而单独存在，有受力体时必定有施力体。 在建筑力学中，力的作用方式一般有两种情况，一种是两物体相互接触时，它们之间相互产生的拉力或压力；一种是物体与地球之间相互产生的吸引力，对物体来说，这吸引力就是重力。 5. 力的三要素是什么？ 实践证明，力对物体的作用效果，取决于三个要素：(1)力的大小；(2)力的方向；(3)力的作用点。这三个要素通常称为力的三要素。 力的大小表明物体间相互作用的强烈程度。为了量度力的大小，我们必须规定力的单位，在国际单位制中，力的单位为N或kN。1 kN=1000 N 力的方向通常包含方位和指向两个涵义。如重力的方向是“铅垂向下”。 力的作用点指力对物体作用的位置。力的作用位置实际上有一定的范围，不过当作用范围与物体相比很小时，可近似地看作是一个点。作用于一点的力，称为集中力。 6.作用力和反作用力之间有什么关系？ 答：若甲物体对乙物体有一个作用力，则同时乙物体对甲物体必有一个反作用力，这两个力大小相等、方向相反、并且沿着同一直线而相互作用。 作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的力，任何作用在同一个物体上的两个力都不是作用力与反作用力。 7. 力的表示法如何？ 答：力是一个有大小和方向的量，所以力是矢量。 通常可以用一段带箭头的线段来表示力的三要素。线段的长度(按选定的比

八年级物理下册静力学知识点总结归纳

八年级物理下册静力学知识点总结归纳 一、力 1、力的定义：物理学中，我们把物体对物体的作用叫做力。 力一般用F表示，在国际制单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号N。 要点：（1）施力物体与受力物体：一个物体对另一个物体施加推、拉、提、压等作用时，施加这种作用的物体叫施力物体，受到这种作用的物体叫受力物体。 （2）力不能脱离物体而单独存在。即力至少跟两个物体有关，单独一个物体不能产生力的作用。 （3）力的产生与是否接触无关（例如：重力、引力）。即相互接触的物体不一定发生力的作用；没有接触的物体之间也不一定没有力的作用。 2、力的作用效果： ①力可以改变物体的形状； ②力可以改变物体的运动状态。①物体由静止到运动；②物体有运动到静止；③物体运动速度大小、方向的改变 结论：力的作用效果的两个方面可以同时发生，也可以单独发生。如果一个物体的形状或者运动状态发生变化，则物体一定受到力的作用。 3、影响力的作用效果的因素（力的三要素）有三个：力的大小、力的方向、力的作用点。 力的三要素能够影响力的作用效果。 4、力的作用是相互的 ⑴物体间力的作用是相互的。一个力必然涉及两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。施力物体对受力物体势力的同时也受到了受力物体对它的作用，也就是说物体间力的作用是相互的。 ⑵正确理解力的作用相互性 ①力是物体对物体的作用 ②物体间力的作用是相互的。 ③一个物体对另一个物体施加力的作用方式有两种：一是物体之间的直接接触产生力的作用；二是物体之间的间接（不接触）作用。 ④物体间力的相互作用是同时产生、同时消失的，没有先后之分。 ⑶物体间的相互作用力又称为作用力与反作用力。作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，总是同时存在、同时消失、同时增大、同时减小。作用力和反作用力是作用在不同物体上，即施力物体施力于受力物体上的力称为施力物体作用在受力物体的上的作用力，同时产生受力物体施力于施力物体上的力称为受力物体对施力物体的反作用力，这个反作用力是作用在施力物体上的。 二、弹力 1、形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变。 ①形状的改变：指受力物体的外形发生变化。 ②体积的改变：指受力物体的体积发生变化。 2、弹性：物体受力时发生变化，而不受力时又恢复到原来的状态，物体的这种性质叫做弹性。 弹性形变：物体在弹性限度内发生的形变叫弹性形变。 3、塑性：有些物体（如橡皮泥）形变后不能自动的恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。 4、形变的普遍性：任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的，不过有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要用特殊的方法将微小形变放大后才能显示出来。 5、弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力。 ①弹力的大小与形变程度有关。一般来说在，作用力在弹性限度内，物体的形变越大，产生的弹力也越大。当作用力超过弹性限度时，即使撤去外力（作用力），物体也不能恢复原状，

力学知识点归纳总结

力学知识点总结 一、力知识归纳 1．什么是力：力是物体对物体的作用。 2．物体间力的作用是相互的。 ( 一个物体对别的物体施力时，也同时受到 后者对它的力 ) 。 3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。） 4．力的单位是：牛顿 ( 简称：牛) ，符合是 N。1 牛顿大约是你拿起两个鸡蛋 所用的力。 5.弹力弹簧测力计 弹性：物体受力发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种性质叫弹性。塑性：物体受力后不能自动恢复原来的形状，物体的这种性质叫塑性。弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力。实验室测力的工具是：弹簧测力计。 （1）弹簧测力计原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长。（或在弹性限度内，弹簧的伸长的长度（△L）跟受到的拉力成正比） （2）弹力的计算：胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的伸长（或缩短）成正比。

其数学表达式为：F=k△X,其中k称为弹簧的劲度系数（一般是常数），单位式N/m。F是拉力，△X是弹簧的伸长或缩短。 （3）弹簧测力计的使用注意事项：① 使用前，要先估计被测力的大小，以免被测力太大，损坏弹簧；② 使用前，认清分度值和量程；③ 使用前，要检查指针是否指在零刻度处，如果不是，则要先调零；④ 挂物前，来回拉动弹簧的挂钩几次（防止指针卡在外壳上），并观察每次松手后，指针是否回到零刻度线处；⑤ 测量时，力要沿着弹簧的轴线方向，勿使弹簧或弹簧指针及外壳接触摩擦；⑥ 测量时，力不能超过弹簧测力计的量程；⑦ 待指针稳定后再读数；读数时，视线必须及刻度盘垂直。（4）弹簧测力计的构造：提环、弹簧、指针、刻度盘、挂钩；注：假如弹簧测力计无法调零，则采用如下方法：测量前先读出指针示数，然后测量力后再读出示数，用第2次示数减去第1次示数即为被测力的大小。 6．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。 7．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是： (1) 用线段的起点表示力的作用点； (2) 延力的方向画一条带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向； (3) 若在同一个图中有几个力，则力越大，线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小， 8.万有引力：宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力。 重力：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。重力的方向总是竖

流体静力学基本方程

图卜2流体静力学皐木方程式的推导 (3) 作用于整个液柱的重力 G G = JgA(Z i -Z 2)(N) 0 由于液柱处于静止状态，在垂直方向上的三个作用力的合力为零，即 ： p i A+ ：?gA(Z i -Z 2) - — p 2 A = 0 令：h= (Z i -Z 2) 整理得： p 2 = p i +「gh 若将液柱上端取在液面，并设液面上方的压强为 p o ； 则:p 0 = p i + ：'gh 上式均称为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。 即:静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。 2、 静力学基本方程的讨论： (1) 在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关。 (2) 在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等。 (3) 当液体上方的压力有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化。 三、流体静力学基本方程式 1、 方程的推导 设：敞口容器内盛有密度为 二的静止流体，取任意一个垂直流体液柱，上下底面积 2 均为Am 。 作用在上、下端面上并指向此两端面的压力 分别为P 1和P 2。 该液柱在垂直方向上受到的作用力有 ： (1) 作用在液柱上端面上的总压力 P i P i = p i A (N) 也 (2) 作用在液柱下端面上的总压力 P 2 P = p A (N)

压强差的也大小可利用一定高度的液体柱来表示。 p P (5) 整理得：z 1g 1二z 2g 也为静力学基本方程 P g (6) 方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变 化不大的情况。 3、静力学基本方程的应用 (1)测量流体的压差或压力 ①U 管压差计 U 管压差计的结构如图。 对指示液的要求：指示液要与被测流体不互溶，不起 A 化学作用，且其密度：7指应大于被测流体的密度：、。 通常采用的指示液有：水、油、四氯化碳或汞等。 I 测压差：设流体作用在两支管口的压力为 p 1和 P 2，且P i > P 2 , A-B 截面为等压面 即：P A 二P B 根据流体静力学基本方程式分别对 U 管左侧和U 管右侧进行计算 整理得： P i - P 2 =：〔'指一'Rg 讨论： (a )压差(p i -P 2)只与指示液的读数 R 及指示液冋被测流体的密度差有 关。(b )若压差△ P 一定时，(P i - P 2 )越小，读数 R 越大，误差较小。 (C )若被测流体为气体， 气体的密度比液体的密度小得多，即 「指■ ! 打旨， 上式可简化为： P r _p 2二指 Rg (d )若订〈'时采用倒U 形管压差计。 口 - p 2 ： 尸指Rg (4) P 2 = P i h-g P 2 — Pl

高中物理《静力学》知识点

高中物理《静力学》知识点 高中物理《静力学》知识点 静力学 2、地面上的物体所受的重力的本质是什么?人造卫星呢?重力的 大小如何计算?方向如何规定，是指向地心吗?同一物体在不同纬度、不同高度所受的重力相同吗?什么是重心?重心的位置一定在物体上吗?一定在物体的几何中心上吗?3、在什么情况下会出现弹力?如何 判断物体之间是否有弹力?接触面之间、绳子、杆产生的弹力方向如 何确定?弹力的大小如何计算?一律采用胡克定律吗?什么是胡克定律? 4、与弹簧有关的题目在高中阶段常见的有哪些?解题方法分别是什么?如何求解弹簧的弹力(弹簧秤的读数)? 5、在什么时候出现摩擦力?什么时候是静摩擦力?什么时候是滑 动摩擦力?摩擦力和弹力之间有什么关系?怎样判断滑动摩擦力的大 小与方向?怎样计算静摩擦力的大小与方向?为什么我常说静摩擦力 问题比滑动摩擦力更复杂呢? 6、摩擦力总是阻力吗?它总做负功吗?你能举出实例加以说明吗(分静摩擦和滑动摩擦两种情况)?在斜面问题中，我们常要提到斜面 倾角的正切和动摩擦因数的关系，你知道是怎么回事吗? 7、什么情况下我们说一个物体受力平衡?什么是共点力?共点力 作用下的.物体的平衡条件是什么?怎么写出其平衡方程?几个力平衡，其中一个力与其它几个力的合力是什么关系?其它力不变，只一个力 发生下列变化时，合力怎样变化，物体将怎样运动(注意初始情 况)(1)消失;(2)反向;(3)逐渐变小，再逐渐恢复;(4)转动90° 8、什么是矢量，高中物理中使用的物理量有哪些是矢量?矢量合成和分解的法则是什么?在一些较复杂的矢量运算中，我们更喜欢使 用正交分解法，你能熟练地使用它吗?

力学基础知识总结

第二章 质点运动学 基础知识总结 ⒈基本概念 2 2)(dt r d dt v d a dt r d v t r r )()()(t a t v t r （向右箭头表示求导运算，向左箭头表示积分运算，积分运算需初始条件： 000,,v v r r t t ） ⒉直角坐标系 ,,???222z y x r k z j y i x r r 与x,y,z 轴夹角的余弦分别为 r z r y r x /,/, /. v v v v v k v j v i v v z y x z y x ,,???222 与x,y,z 轴夹角的余弦分别为 v v v v v v z y x /,/,/. a a a a a k a j a i a a z y x z y x ,,???222 与x,y,z 轴夹角的余弦分别为 ./,/,/a a a a a a z y x 2 22222,,,,dt z d dt dv a dt y d dt dv a dt x d dt dv a dt dz v dt dy v dt dx v z z y y x x z y x ),,(),,(),,(z y x z y x a a a v v v z y x ⒊自然坐标系 ||,,?);( v v dt ds v v v s r r 2222 2,,,??v a dt s d dt dv a a a a n a a a n n n )()()(t a t v t s ⒋极坐标系 22,??,? v v v v r v v r r r r r dt d r v dt dr v r , ⒌相对运动 对于两个相对平动的参考系 ',0't t r r r （时空变换） 0'v v v （速度变换）

流体静力学基本方程

流体静力学基本方程 一、静止液体中的压强分布规律 重力作用下静止流体质量力：X=Y=0，Z=-g 代入 Zdz)Ydy (Xdx dp ++=ρ (压强p 的全微分方程) 得：dp ＝ρ（-g ）dz ＝-γdz 积分得： p=-γz +c 即： 常数=+γp z 流体静力学基本方程 对1、2两点： γγ2211p z p z +=+ 结论： 1）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强随深度按线性规律增加。 2）自由表面下深度h 相等的各点压强均相等——只有重力作用下的同一连续连通的静止流体的等压面是水平面。 3）推广：已知某点的压强和两点间的深度差，即可求另外一点的压强值。 p 2=p 1+γΔh 4）仅在重力作用下，静止流体中某一点的静水压强等于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。 观看录像: 水静力学 观看动画: 静水力学基本方程演示 >> 二、静止液体中的压强计算 自由液面处某点坐标为z 0，压强为p 0；液体中任意点的坐标为z ， 压强为p ，则： γγ0 0p z p z +=+ ∴坐标为z 的任意点的压强 ：p ＝p 0＋γ（z 0－z ） 或 p ＝p 0＋γh

三、静止液体中的等压面 静止液体中质量力――重力，等压面垂直于质量力， ∴静止液体中的等压面必为水平面 算一算： 1. 如图所示的密闭容器中，液面压强p 0＝9.8kPa ，A 点压强为49kPa ， 则B 点压强为39.2kPa ,在液面下的深度为3m 。 四、绝对压强、相对压强和真空度的概念 1.绝对压强（absolute pressure ）：是以绝对真空状态下的压强（绝 对零压强）为起点基准计量的压强。 一般 p ＝p a +γh 2. 相对压强（relative pressure ）：又称“表压强”，是以当时当地大气压强为起点而计算的压强。可“＋”可“– ”，也可为“0”。 p '＝p-p a 3.真空度（Vacuum ）：指某点绝对压强小于一个大气压p a 时，其小于大气压强p a 的数值。 真空度p v ＝p a －p 注意：计算时若无特殊说明，均采用相对压强计算。 问题：流体能否达到绝对真空状态？若不能，则最大真空度为多少？ 不能，最大真空度等于大气压强与汽化压强的差值。 问题：露天水池水深5m 处的相对压强为：49kPa A. 5kPa ； B. 49kPa ； C. 147kPa ； D. 205kPa 。 例1 求淡水自由表面下2m 深处的绝对压强和相对压强。 解： 绝对压强： p ＝p 0＋ρgh ＝p a ＋ρgh ＝101325 N/m 2＋9800×2 N/m 2 绝对压强基准 绝对真空p ＝0 相对压强基准 大气压强p a 压强 p 1 p ' p 2 p v p a p

p a