《理论力学》之“静力学”知识大总结
(完整版)理论力学复习总结(知识点)
第一篇静力学第1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理 1 二力平衡公理：作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。
F=-F’工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件，称为二力构件或二力杆。
公理 2 加减平衡力系公理：在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系，不改变原力系对刚体的效应。
推论力的可传递性原理：作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移至刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用。
公理 3 力的平行四边形法则：作用于物体上某点的两个力的合力，也作用于同一点上，其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。
推论三力平衡汇交定理：作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
公理4作用与反作用定律：两物体间相互作用的力总是同时存在，且其大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个物体上。
公理5 钢化原理：变形体在某一力系作用下平衡，若将它钢化成刚体，其平衡状态保持不变。
对处于平衡状态的变形体，总可以把它视为刚体来研究。
1.2 约束及其约束力１．柔性体约束２．光滑接触面约束３．光滑铰链约束第2章平面汇交力系与平面力偶系1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即FR=F1+F2+…..+Fn=∑F2.矢量投影定理：合矢量在某轴上的投影，等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。
3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。
力对刚体的移动效应用力失来度量；力对刚体的转动效应用力矩来度量，即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。
（Mo（F）=±Fh）4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶，记为（F,F’）。
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、平面任意力系平面任意力系是力的作用线可杂乱无章分布但在同一平面内的力系。
当物体（含物体系）有一几何对称平面，且力的分别关于此平面对称时，可简化为平面力系计算。
理论力学（静力学）总结
理论力学（静力学）总结静力学——主要研究受力物体平衡时作用力所应满足的条件;同时也研究物体受力的分析方法，以及力系简化的方法等。
运动学——只从几何的角度来研究物体的运动(如轨迹、速度和加速度等)，而不研究引起物体运动的物理原因。
动力学——研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
所谓刚体是指这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。
公理1 力的平行四边形规则公理2 二力平衡条件公理3 加减平衡力系原理推理1 力的可传性推理2 三力平衡汇交定理公理4 作用和反作用定律公理5 刚化原理约束反力的方向必与该约束所能够阻碍的位移方向相反1．具有光滑接触表面的约束F N作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线，并指向受力物体2．由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束拉力F T 方向沿着绳索背离物体3．光滑铰链约束(1)向心轴承(2) 圆柱铰链和固定铰链支座4．其它约束(1)滚动支座(2)球铰链一个空间力(3)止推轴承物体的受力分析受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向平面汇交力系几何法解析法平面汇交力系平衡的必要和充分条件是:各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零力对刚体的转动效应可用力对点的矩(简称力矩)来度量力F 对于点O的矩以记号Mo(F )表示Mo(F )=±F h 力使物体绕矩心逆时针转向转动时为正，反之为负。
力对点之矩是一个代数量r表示由点O到A的矢径矢积的模r F 就等于力F对点0的矩的大小，其指向与力矩的转向符合右手法则。
合力矩定理这种由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系，称为力偶力偶只对物体的转动效应，可用力偶矩来度量力偶矩 M(F，F') 力偶的作用效应决定于力的大小和力偶臂的长短，与矩心的位置无关M=±F d 代数量一般以逆时针转向为正，反之则为负。
同平面内力偶的等效定理推论(1)任一力偶可以在它的作用面内任意移转，而不改变它对刚体的作用。
静力学总结
10
五、力偶
z
力偶矩矢
F' y
力偶的等效条件： 两个力偶等效
F
A
M
d O
B
力偶矩矢相等
x
11
力偶的性质： 性质1：力偶无合力，本身又不平衡，是一个基本力学量。
力偶只能和力偶平衡，而不能和一个力平衡。
性质2：力偶中两个力在任意坐标轴上投影之代数和为零。 性质3：力偶中两力对任一点取矩之和恒等于力偶矩，而与 矩心的位置无关。 性质4：力偶可以在其作用面内任意移动或转动，或移到另 一平行平面，而不影响它对刚体的作用效应。 性质5：只要保持力偶矩大小和转向不变，可以任意改变力 偶中力的大小和相应力偶臂的长短，而不改变它对 刚体的作用效应。
3）、受力分析：
对研究对象进行受力分析，分析其受到的主动力和 约束反力（画出受力图）。
4）、列平衡方程：
列平衡方程，求解未知量。 应尽量避免在方程中出现 不需要求的未知量。
（1）选择多个未知力的交点为矩心。
（2）投影轴尽量与较多的未知力垂直。
一般的：
单个刚体
单个刚体
单个刚体
单个刚体
特殊的：
单个刚体
考虑摩擦的平衡问题:
1. 平衡方程式中除主动、约束力外还出现了摩擦力，因而 未知数增多。
2. 平衡方程外可补充关于摩擦力的物理方程 。
Fs ≤ f s FN
3. 为避免解不等式，可以解临界情况，即补充方程
F max = f s FN
物体系统的平衡问题求解步骤:
1）、问题分析
（1）首先分析清楚整个系统由几个物体组成，并且分析 每个物体是在什么样的力系作用下处于平衡的，从而准 确地确定整个系统的独立平衡方程数目。
理论力学重点总结
第一章：静力学的基本公理与物体的受力分析1.刚体：即在任何情况下永远不变形的物体。
这一特征表现为刚体内任意两点的距离永远保持不变。
2.质点：指具有一定质量而其形状与大小可以忽略不计的物体。
3.静力学——研究物体在力系作用下平衡的规律。
4.理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。
包括静力学，运动学，动力学。
5. 物体在空间的位置随时间的改变，称为机械运动。
6. 运动学——从几何角度研究物体的运动。
（如轨迹、速度、加速度等，不涉及作用于物体上的力）7. 动力学——研究受力物体的运动与作用力之间的关系。
8. 力的平行四边形法则----作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，或者说，合力矢等于这两个力矢的几何和。
9. 公理2——二力平衡条件：作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是这两个力的大小相等，方向相反，且在同一直线上。
只适用于刚体，同一刚体对变形体是必要条件，并非充分条件。
例：链条或绳索，受拉平衡，受压不平衡。
10. 公理3——加减平衡力系公理：在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
11. 推理1——力的可传性：作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。
12. 刚体上的力的三要素是：力的大小，方向和作用线。
13. 推理2——三力平衡汇交定理：作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中于两个力的作用线汇交于一点，则三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
14. 公理4——作用和反作用定律：作用力和反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。
15. 公理5——刚化原理：变形体--在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。
变形体平衡时，一定满足刚体平衡的条件注：①二力平衡条件中的两个力作用在同一物体上；作用力和反作用力分别作用在两个物体上。
理论力学课件静力学总结-
a a
a F2 a
x F1
[练习 已知P=300N，M=60N· m，a=25cm，b=20cm，求支 6] 座A、B处的约束反力。（15分） M M F C x C P C
b FCy B
A
FAx a
M A
B a
FBx FBy
MB
FBx FBy
FAy
[整体] [CB杆]
0
0
X
0
MC
M B 0,
l N C l sin F l cos P cos 0 ---(2) 2 2 2 2
F f NC (3)
P 由(1)得 : N C ctg , 2 2
由(2)得 F P,
代入(3)得 ctg 4 2
28.1
解：由: m x ( F ) 0
m y ( F ) F c 12.5( N m) m z ( F ) F a 20(Nm) 又 m y ( F ) [mO ( F )] y m z ( F ) [mO ( F )]z
mO ( F ) [m y ( F )]2 [mz ( F )]2 23.6( Nm) mz ( F ) tg 1.6 my (F ) 58
Y 0,
Y A (Q P) 0
YA (Q P )
M A 0, M A NC 2atg ( P Q)a 0
M A (2Q P)a
[题1-2(k)](求DE杆的内力)
F´
1
P
C E FB FCy B F´
2
FB
D
[整体] A
FCx
C F1 B
M A
[例3]
已知：AB=2a , 重为P，BC重为Q，∠ABC= 求：A、C两点的反力。
理论力学知识点总结
理论力学知识点总结理论力学是一门研究物体机械运动一般规律的学科，它是许多工程技术领域的基础。
以下是对理论力学一些重要知识点的总结。
一、静力学静力学主要研究物体在力系作用下的平衡问题。
1、力的基本概念力是物体之间的相互作用，具有大小、方向和作用点三个要素。
力的表示方法包括矢量表示和解析表示。
2、约束与约束力约束是限制物体运动的条件，约束力则是约束对物体的作用力。
常见的约束类型有柔索约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束等，每种约束对应的约束力具有特定的方向和特点。
3、受力分析对物体进行受力分析是解决静力学问题的关键步骤。
要明确研究对象，画出其隔离体，逐个分析作用在物体上的力，包括主动力和约束力，并画出受力图。
4、力系的简化力系可以通过平移和合成等方法进行简化，得到一个合力或合力偶。
力的平移定理指出，力可以平移到另一点，但必须附加一个力偶。
5、平面力系的平衡方程平面任意力系的平衡方程有三个：∑Fx ＝ 0，∑Fy ＝ 0，∑Mo(F) ＝0。
对于平面汇交力系和平面力偶系，平衡方程分别有所简化。
6、空间力系的平衡方程空间力系的平衡方程数量增多，需要考虑三个方向的力平衡和三个方向的力矩平衡。
二、运动学运动学研究物体的运动而不考虑引起运动的力。
1、点的运动学描述点的运动可以使用矢量法、直角坐标法和自然法。
在自然法中，引入了弧坐标、切向加速度和法向加速度的概念。
2、刚体的基本运动刚体的基本运动包括平动和定轴转动。
平动时，刚体上各点的运动轨迹相同、速度和加速度相同；定轴转动时，刚体上各点的角速度和角加速度相同。
3、点的合成运动点的合成运动是指一个动点相对于两个不同参考系的运动。
通过选取合适的动点、动系和定系，运用速度合成定理和加速度合成定理来求解问题。
4、刚体的平面运动刚体平面运动可以分解为随基点的平动和绕基点的转动。
平面运动刚体上各点的速度可以用基点法、速度投影定理和瞬心法求解，加速度则可以用基点法求解。
三、动力学动力学研究物体的运动与作用力之间的关系。
(完整版)静力学基础知识小结
力矩的量纲是[力]·[长度]，在国际单位制中以 牛顿·米（N·m）为单位。
第一章 质点、刚体的基本概念和受力分析
二、平面问题中力对点的矩的解析表达式 力对点的矩的解析表达式
MO (F ) Fh Frsin( ) Frsin cos Frcos sin r cos F sin r sin F cos
设计计算一般步骤
确定对象
受力分析
用平衡条件 求未知力
第一章 质点、刚体的基本概念和受力分析
第二节 力的基本规律
一、二力的平衡条件
受两力作用的刚体，其平衡的充分必要条件是： 这两个力大小相等，方向相反，并且作用在同一直 线上。简称此两力等值﹑反向﹑共线。
F1 F2
F2
上述条件对于变形体仅是 必要条件。
FR Fz Fx
S
Fy
D
第一章 质点、刚体的基本概念和受力分析
解：取坐标系如图所示，合力FR的大小和方向为： FR Fx2 Fy2 Fz2
3002 6002 (1500)2
1643N
arccosFx 7929
FR
arccos Fy 6835
FR
arccosFFRz 15555
试计算齿轮所受的圆周力Ft﹑轴向力Fa和径向力Fr。
第一章 质点、刚体的基本概念和受力分析
解：取坐标系如图所示，使 x、y、z 三个轴分别沿齿
轮的轴向﹑圆周的切线方向和径向，先把总啮合
力 F 向 z 轴和 Oxy 坐标平面投影，分别为 FZ F sin 2828sin 200 N 967N Fn F cos 2657 N
x
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静力学知识要点
绪论：
1.理论力学研究对象：刚体；物体的运动效应（外效应）。
静力学：物体在力的作用下保持平衡条件；2. 三部分内容的研究对象：运动学：只从几何角度研究物体的运动，不研
究其运动产生的原因；
动力学：研究受力物体力与运动之间的关系；
静力学
第一章静力学公理和物体受力分析
1.四大公理和二大推论的具体内容。
（熟记+理解）
2.二力杆的正确判断，受力方向的确定。
3.三力平衡汇交定理的应用。
4.各种常用的约束和约束反力
(I)光滑接触面约束
作用点在接触点，方向沿公法线，指向受力物体，受压。
(II)柔索约束
作用点在接触点，方向沿绳索背离物体，受拉。
(III)光滑圆柱铰链约束
a)中间铰：方向不定用两个正交分力来表示；
F
x
F
b)固定铰：方向不定用两个正交分力来表示；
F
c）滚动铰支座：限制法线方向运动，通过铰链中心垂直于支撑面，指向不定；
N F
(IV) 轴承约束
a) 向心轴承：方向不定，用两个正交分力来表示；
F
F
b) 止推轴承:三个正交分力；
y F
z F
x F
(V) 固定端约束:
5. 正确画出物体或整体的受力分析图：
例题1-1，1-2，1-4（注意内力\外力，作用力\反作用力；正确识别二力杆）；
6. P21页 思考题 1-2、3、4 作业题：1-1（c 、e 、f 、j ）、1-2（c 、f ）
第二章 平面力系
几何条件：力多边形自行封闭；
1. 平面汇交力系平衡条件 解析条件： Fx ∑=0
Fy ∑=0
2. 应用平衡条件解题（例题2-3）
3. 平面力偶系 力矩的定义，方向判别（为负）
平行也无合力。
平面力偶的的两个要素：力偶矩的大小；力偶的转向。
力偶的等效定理：力偶可在平面内任意移动，只要力偶矩的大
小、方向不变。
i M ∑=0. 具体应用（例题2-5、2-6）
4. 平面任意力系的简化 力的平移定理 P39 简化结果讨论 P41-42
5. 平面 充要条件：R F =0, Mo=0
任意 平衡方程：一矩式：Fx ∑=0 Fy ∑=0
()O M F ∑=0 （0点任意取） 力系 二矩式:()A M F ∑=0
()B M F ∑=0 Fx ∑=0 (x 不垂直AB 连线) 平衡 : ()A M F ∑=0 ()B M F ∑=0()C M F ∑=0
（ABC 不共线） P45 例2-8、2-9
6. 均布载荷 —— 集中力 大小： 围成图形的面积
方向：与q 一致
作用点：围成图形的几何中心
q
l l 31 ql 2
1q =F 7. 物系的平衡 静定/超静定判别
未知量多
物系平衡求解思路：以整体为对象———— 选个体为对象
求个别未知量
具体应用：P51. 例2-11、2-12、2-16
8. 桁架的内力计算 节点法 例2-18
截面法 例 2-19
9.各种平面力系独立平衡方程数目： 平面任意力系（3个）；
平面汇交力系（2个）；
平面力偶系（1个）；
平面平行力系（2个）
各种约束 分析力系类型
10.静力学步骤：研究对象 画受力分析 列方程 求解 类型反力确定 确定独立方程数目
思考题：P61 2-2、2-3、2-5
作业题：2-1、2-3、2-7、2-8c 、2-12、2-14b 、2-20、2-21、2-51、2-57
第三章 空间力系
1. 空间汇交力系 力在坐标轴上的投影 平衡条件：∑Fx=0、∑Fy=0、∑Fz=0
P81 例3-2、3-3
2. 空间力对点之矩和力对轴之矩
力对点之矩：()
M O ⨯= 为矢量
力多轴之矩：x y yF x —F M Z =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ P84 公式3-12 例3-4 ()[]()M F M Z Z =0 Z 必须经过O 点
3. 空间力偶 AB ⨯=r 三要素：力偶矩大小；力偶矢量方向（与作用面垂直）；作用面上转向。
矢量表示：满足右手法则。
平衡条件：0i =∑M P87 例3-5
4. 空间任意力系
简化结果分析：P90 明确力螺旋概念，何时出现力螺旋？
平衡方程（6个）：
∑=0x F ∑=0y F ∑=0z F ()0x =∑M ()0y =∑M ()0=∑M Z
具体应用 P95 例3-8、3-9
5. 重心 P99 公式 3-29
3-12
6. 各种空间力系独立平衡方程数目 空间汇交力系 3个
空间力偶系 3个
空间平行力系 3个
空间任意力系 6个
7. 作业题：3-9、3-12、3-20、3-25
第四章 摩擦
1. 滑动摩擦 分析三种状态下的摩擦力计算方法 静止：与F N 一致
临界：f s ·F N （fs 为静摩擦系数) 运动：f ·F N(f 为静摩擦系数) 摩擦角、自锁的概念
考虑滑动摩擦平衡问题
2．例题：4-1、4-5 作业题：4-2、4-15。