力学基础概述
力学基础知识
工程单位制
大小
单位制
国际单位制
物理量
类别
量纲
英
制
基本量纲
导出量纲 量纲幂次式
常用量 速度，加速度 体积流量，质量流量 密度，重度 力，力矩 压强，压力，弹性模量
粘度，运动粘度
其他量 角速度，角加速度 应变率
第三节 变形体力学基础
一、材料力学的任务 二、关于变形固体及其基本假设 三、内力、截面法、轴力及轴力图
光滑辊轴而成． 约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力．
5.平面固定端约束
=
=
≠
=
四.物体的受力分析和受力图
第二节 平面力系和平衡方程
一.平面力系的简化 二.平面力系的平衡方程
三.力学单位制与量纲 物理量的量纲
基本量纲dim m = M , dim l = L , dim t = T
导出量纲：用基本量纲的幂次表示。
二、关于变形固体及其基本假设
1.可变形固体
关于变形的基本概念和名词 弹性 ––– 物体在引起变形的外力被除去以后，
能即刻恢复它原有形状和尺寸的性质。
弹性变形 ––– 变形体在外力被除去后能 完全消失的变形。
塑性变形 ––– 变形体在外力被除去后不能 消失的变形。
2. 基本假设
• 连续性假设
认为组成物体的物质毫无空隙地充满了整个 物体的几何体积。
•小变形 假设物体产生的变形与整个物体的原始尺寸
相比是极其微小的。
PP
L
理论力学与材料力学的研究对象在模型上的区别。 理论力学：刚体 材料力学：变形固体完全弹性体
三.内力、截面法、轴力及轴力图
（一）内力的概念 它是由于外力的作用而使物体的各部分之间
力学基础知识点总结
力学基础知识点总结力学是物理学的一个重要分支，研究物体的运动和相互作用。
它在我们的日常生活、工程技术以及科学研究中都有着广泛的应用。
下面就来总结一下力学的基础知识点。
一、力的概念力是物体对物体的作用。
力不能脱离物体而单独存在，一个力必然涉及两个物体，即施力物体和受力物体。
力的单位是牛顿（N）。
力的三要素包括力的大小、方向和作用点。
这三个要素决定了力对物体的作用效果。
例如，用大小相同但方向不同的力推一个物体，物体的运动方向可能不同；作用点不同，物体的转动效果也可能不同。
二、常见的力1、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力的方向总是竖直向下，大小与物体的质量成正比，即 G ＝ mg，其中 g 为重力加速度，通常取 98N/kg。
2、弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
常见的弹力有支持力、压力、拉力等。
弹力的大小与形变程度有关。
3、摩擦力：两个相互接触的物体，当它们相对运动或有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。
摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
静摩擦力的大小取决于使物体产生相对运动趋势的外力；滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，其计算公式为 f ＝μN，其中μ 为动摩擦因数，N 为压力。
三、牛顿运动定律1、牛顿第一定律：也称为惯性定律，内容是一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
惯性是物体保持原有运动状态的性质，质量是物体惯性大小的唯一量度。
2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
其表达式为 F ＝ ma。
3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
四、力的合成与分解如果一个力的作用效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。
力的合成与分解遵循平行四边形定则。
流体力学基础知识概述
流体力学基础知识概述流体力学是研究流体运动及其力学性质的学科领域，它对于了解和分析自然界中的流体现象、工程设计和科学研究都具有重要的意义。
本文将对流体力学的基础知识进行概述，帮助读者对该领域有一个全面的了解。
一、流体的特性流体是一种连续变形的物质，其特性包括两个基本的属性：质量和体积。
质量是指流体的总重量，而体积则表示流体占据的空间。
流体还具有可压缩性和不可压缩性之分，可压缩流体如气体在受力时体积可变，不可压缩流体如液体则在受力时体积基本保持不变。
二、流体的力学性质1. 流体的静力学性质：静力学研究的是流体在静态平衡下的性质。
静力学方程描述了流体静力平衡的条件，在不同的情况下有不同的方程形式。
例如，对于不可压缩流体，静力平衡方程可以表示为斯托克斯定律。
2. 流体的动力学性质：动力学研究的是流体在运动状态下的性质。
根据流体的性质和流动条件，可以使用纳维-斯托克斯方程或欧拉方程来描述流体运动。
这些方程可以通过流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒得到。
三、流体的流动类型根据流体的运动方式，流体力学将流动分为两种基本类型：层流和湍流。
层流是指流体以有序、平稳的方式流动，流线相互平行且不交叉；而湍流则是流体运动不规则、混乱的状态，流线交叉、旋转和变化。
层流和湍流的转变由雷诺数决定，雷诺数越大，流动越容易变为湍流。
雷诺数是流体力学中一个无量纲的参数，通过流体的密度、速度和长度等特性计算而来。
四、流体的流速分布流体在管道或河流等容器中的流速分布可以通过速度剖面来描述，速度剖面是指流体速度随离开管道中心轴距离的变化关系。
一般情况下，流体在靠近管道壁面处速度较小，在中心位置处速度较大。
速度剖面可用来研究流体流动的特性，例如通过计算剖面的斜率可以确定流体的平均速度。
此外，流体的速度分布还受到管道壁面的摩擦力和流体性质的影响。
五、流体的流量计算流量是指单位时间内通过某一横截面的流体体积，计算流体流量是流体力学中的一项重要任务。
物理力学基础知识
物理力学基础知识物理力学是研究物体在外力作用下的运动规律和力学性质的科学，是物理学的一个重要分支。
本文将详细介绍物理力学的一些基础知识，包括力学的基本概念、力学定律和力学分析方法等。
一、力学基本概念1.力学的研究对象：力学主要研究物体在外力作用下的运动和变形。
物体可以是固体、液体和气体等各种形态。
2.力的概念：力是物体之间相互作用的结果，是引起物体运动状态变化的原因。
力的单位是牛顿（N）。
3.位移和速度：位移是物体从初始位置到最终位置的位移矢量，速度是物体单位时间内位移的变化量。
4.加速度：加速度是物体单位时间内速度的变化量，反映了物体速度变化的快慢。
5.动量和能量：动量是物体的质量和速度的乘积，是物体运动状态的量度。
能量是物体由于其运动状态或位置而具有的做功能力。
二、力学定律1.牛顿三定律–第一定律（惯性定律）：一个物体要么静止不动，要么以恒定速度直线运动，除非受到外力的作用。
–第二定律（加速度定律）：物体受到的合外力等于物体质量与加速度的乘积，即 (F = ma)。
–第三定律（作用与反作用定律）：对于任何两个相互作用的物体，它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
2.动量守恒定律：在一个没有外力作用的系统中，系统总动量保持不变。
3.能量守恒定律：在一个封闭系统中，系统的总能量（包括动能和势能）保持不变。
三、力学分析方法1.牛顿运动定律的应用：通过牛顿运动定律，可以分析和计算物体在受到外力作用下的运动状态变化。
2.微分方程的求解：力学问题常常可以通过建立微分方程来求解，如牛顿运动定律可以导出二阶微分方程。
3.能量方法：在力学问题中，能量守恒定律可以用来分析和解决问题，如在分析物体在势场中的运动时，可以利用势能和动能的转换关系。
4.对称性分析：在力学中，对称性原理可以用来简化问题的分析，如利用拉格朗日方程可以简化力学系统的动力学分析。
四、力学分支1.静力学：研究在平衡状态下的物体受力情况，不考虑物体的运动。
建筑力学知识点归纳总结
建筑力学知识点归纳总结一、建筑力学概述建筑力学是研究建筑结构受力、变形和稳定的一门工程学科，主要包括静力学、材料力学、结构力学和工程力学等内容。
在建筑工程中，建筑力学是一个非常重要的学科，它对建筑结构的设计、施工和使用具有重要的指导意义。
二、静力学基础知识1.力，力是物体受到的外部作用而产生的相互作用，是矢量量。
2.力的作用点，力作用的位置称为力的作用点。
3.力的方向，力的方向是力的作用线，是力的矢量方向。
4.力的大小，力的大小又叫力的大小，是力的矢量大小。
5.平衡，如果物体受到的所有外力的合力为零，则物体处于平衡状态。
6.受力分析，受力分析是指对受力物体进行力的平衡分解和求解的过程。
7.力的合成，力的合成是指将几个力按照一定规律组合成一个力的过程。
8.力的分解，力的分解是指将一个力按照一定规律分解成几个分力的过程。
9.力的共线作用，共线力是指作用在一个平面上的几个力共线的情况，此时可以采用平行四边形法则计算合力。
三、材料力学基础知识1.材料的分类，建筑材料一般分为金属材料、非金属材料、复合材料等。
2.拉伸应力和应变，拉伸应力是指物体在拉伸力作用下单位横截面积所受的力，拉伸应变是指单位长度的伸长量。
3.拉压比强度，拉压比强度是指材料的拉伸强度和压缩强度的比值。
4.剪切应力和应变，剪切应力是指物体在剪切力作用下单位横截面积所受的力，剪切应变是指单位长度的变形量。
5.剪应力比强度，剪应力比强度是指材料的抗剪强度和抗拉强度的比值。
6.弹性模量，弹性模量是指材料在拉伸和压缩时产生的应力与应变之比。
7.材料的破坏模式，材料主要包括拉伸、压缩、剪切、扭转等几种破坏模式。
四、结构力学基础知识1.刚性和柔性，建筑结构在受力下表现出的抗变形能力称为刚性，某些结构在受力下产生较大变形，称为柔性。
2.受力构件，建筑结构中的受力构件主要包括梁、柱、墙、板等。
3.梁的受力状态，梁在受力状态下通常会受到弯矩、剪力和轴力的作用。
力学基础知识
力学基础知识力学作为物理学的一个重要分支，研究的是物体在受力作用下的运动规律和相互作用原理。
在学习力学基础知识时，我们需要了解一些基本概念、定律和公式。
本文将从质点运动、牛顿三定律、动量守恒和万有引力四个方面介绍力学的基础知识。
一、质点运动质点是物理中的一个理想模型，假设物体的大小和形状可以忽略不计，只考虑物体的质量和所受力。
质点的运动可以分为直线运动和曲线运动。
1. 直线运动质点在直线上的运动可以用位移、速度和加速度等物理量来描述。
- 位移：一个物体从原始位置到最终位置的变化量，用Δx表示。
- 平均速度：位移与运动时间的比值，用v表示，计算公式为v = Δx/Δt。
- 瞬时速度：物体在某一瞬间的速度。
- 平均加速度：速度变化量与时间的比值，用a表示，计算公式为a = Δv/Δt。
- 瞬时加速度：物体在某一瞬间的加速度。
2. 曲线运动曲线运动包括圆周运动和非匀速直线运动。
- 圆周运动：质点绕固定点做圆周运动，有向心加速度的概念。
向心加速度的大小和方向决定了质点在圆周运动中的加速度。
- 非匀速直线运动：质点在直线上做变速运动，速度随时间的变化率不为零。
二、牛顿三定律牛顿三定律是力学的基本定律，描述了物体的受力和运动之间的关系。
1. 第一定律（惯性定律）：一个物体如果不受外力作用，将保持静止或匀速直线运动。
2. 第二定律（运动定律）：物体所受的合力等于其质量乘以加速度。
F = ma，其中F为合力，m为物体质量，a为加速度。
3. 第三定律（作用-反作用定律）：任何两个物体之间的相互作用力具有相等的大小和相反的方向。
三、动量守恒动量是物体运动状态的量度，定义为物体质量与速度的乘积。
在一个系统内，如果没有外力作用，系统的总动量将保持不变。
1. 动量：一个物体的动量p定义为p = mv，其中m为物体质量，v为物体速度。
2. 动量定理：物体所受合外力的时间积分等于物体的动量变化。
∑Fdt = Δp，其中∑F为所受合外力，t为时间。
力学基础知识
第三节力学基础知识在送电线路的施工或运行过程中，无论是杆塔的组立还是导线的施放与紧线或拉线的制作，力学现象无处不在，所以作为送电工需要比其他工种掌握更多的力学知识。
本节从了解力学研究对象开始，用表格化的方法，介绍静力学、动力学、材料力学和土力学等方面的基本知识。
一、力学的研究对象与分类1、力学的研究对象力学是物理学的一个分支，是研究力和机械运动的学科。
（1）机械运动的概念。
一个物体对另一个物体的空间位置随时间连续变化或物体内部各部分之间相对位置发生变化的过程都称为机械运动。
这种运动包括移动、转动、流动、变形、振动、波动、扩散等，而平衡或静止则是其中的一种特殊情况。
机械运动有两种最简单的形式，即平动和转动，物体的其他复杂运动一般都可以看做是这两种运动合成的结果。
（2）力的概念。
力是物体间的相互作用，是使物体发生形变或使物体运动状态改变即产生加速度的原因。
力的大小、方向、作用点称为力的三要素，力是一个矢量；经常用图示法表示力的三要素，即用有向线段长度按比例表示力的大小，有向线段的箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。
力的单位是牛顿。
（3）力学的研究对象。
力是不能离开物体而独立存在的，而且有受力物体必然有施力物体。
力的作用离不开时间和空间，所以力学的研究对象是受力作用的物体及其在时间跨度和空间范围内运动状态变化（包括平衡和静止）的规律。
2、力学的分类（1）按物体的运动状态分类。
力学可分为静力学、运动学和动力学。
静力学研究力的平衡或物体的静止问题；运动学只研究物体怎样运动，不讨论物体与所受力的关系；动力学则讨论物体运动和受力的关系。
（2）按研究对象的类别分类。
力学可分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支。
属于固体力学的有材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等；属于一般力学的有理论力学、分析力学、刚体动力学、陀螺力学、振动理论、运动稳定性等。
（3）按力学在工程技术上的应用分类。
力学在工程力学或应用力学方面有各个分支，如岩石力学、土力学、爆炸力学、复合材料学、工业空气动力学、环境空气动力学等。
815力学基础
815力学基础正文：一、力学基础概述力学是物理学的一个分支，主要研究物体在力的作用下的运动规律。
力学基础是这一学科的基石，为后续的弹性力学、流体力学、动力学等分支提供了理论支撑。
在我国，力学基础课程通常称为“815力学基础”。
二、力学基础的重要性和应用力学基础在现代科学技术和工程领域具有举足轻重的地位。
它为航空航天、土木建筑、机械制造等众多行业提供了理论依据。
无论是卫星发射、高速列车设计，还是桥梁建筑，都离不开力学基础的理论支持。
此外，力学基础在生物力学、地球物理学等领域也有着广泛的应用。
三、力学基础的主要内容815力学基础课程主要包括以下几个方面的内容：1.静力学：研究物体在平衡状态下的受力分析，包括力的合成、分解和力的矩。
2.动力学：研究物体在力作用下的加速度、速度、位移等运动状态，包括牛顿三定律和动能、势能等概念。
3.材料力学：研究材料在受力过程中的变形和破坏规律，包括应力、应变、强度等概念。
4.结构力学：研究物体在力的作用下的稳定性和变形，包括杆、梁、板等结构的分析。
四、如何学习和掌握力学基础1.理解基本概念：首先要弄清楚力、速度、加速度等基本概念，形成对力学体系的整体认识。
2.掌握基本公式：熟练运用静力学、动力学和材料力学等相关公式，为实际问题提供理论依据。
3.学习典型例题：通过解决典型例题，加深对力学基础知识的掌握，并培养解题能力。
4.实践与应用：将所学知识运用到实际工程中，提高分析和解决问题的能力。
五、力学基础在实际工程中的应用案例1.航空航天领域：飞行器的设计与制造，卫星轨道计算等。
2.土木建筑领域：桥梁、高楼、隧道等工程结构的设计与分析。
3.机械制造领域：机床、汽车、火车等设备的研发与生产。
4.生物力学领域：人工关节、心脏起搏器等生物医学设备的研制。
总之，力学基础作为一门重要的学科，对于我们理解和应用物理规律具有重要意义。
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力学基础（课件）
中专教材 《土木工程力学基础》主编 韩萱 万静
北京 高等教育出版社 2010.7
前言
• 当代土木工程的飞速发展
– 建筑工程 – 交通工程 – 水利工程 – 能源工程 – 地下工程 – 军事工程
建筑工程
建筑工程
民用建筑---住宅建筑、公共建筑、
构筑物
工业建筑—重工业建筑、轻工业建筑。
图1所示为一幢住宅构造组成
。 基础是房屋最下面的部分，它承受房屋的 全部荷载，并把这些荷载传给下面的土层 （地基）。 墙或柱是房屋的垂直承重构件，它承受 楼地层和屋顶传给它的荷载，并把这些荷 载传给基础，墙起承重、围护、分隔建筑 空间的作用。
图1 住宅的建筑构成
图2一个单层工业厂房承重骨架的示意图
二、学习《土木工程力学基础》的 重要性 Ｐ３
• 1土木工程力学知识是工程上解决经济与安
全矛盾的理论基础
2土木工程力学知识施工人员的 必要知识
3 学习《土木工程力学基础》 的目的 本课程是土木专业学生必备基 础课，培养学生以力学观点分析 问题，也为学习后续课程的奠定 基础。
三、学习方法 Ｐ４
• • • • 1注意理论联系实际 2循序渐进 3注意分析问题的思路和解决问题的方法 4重视课后训练
，它由屋面板、屋架、吊车梁、柱子及基础等构件组成,每一个 构件都起承受和传递荷载的作用。如屋面板承受着屋面上的 荷载并通过屋架传给柱子，吊车荷载通过吊车梁传给柱子， 柱子将其受到的各种荷载传给基础，最后传给地基。
图0-1
（二）、建筑物的受力
• 建筑物所受的力：
按作用时间分
恒载 构件自重 装饰重 活载 设备重 人群重 风力雪载 地震力 其他外力
– ——强度、刚度和稳定性 – 强度---– 刚度----– 稳定性----
强度
• 强度：在使用期内，务必使结构和构件安 全可靠，不发生破坏。
• 强度—结构和构件抵抗破坏的能力
结构的计算简图
强度问题
强度不够，支架发生破坏
结构的计算简图
强度问题
结构的计算简图
桥梁在风载荷 作用下的破坏
刚度
刚度：在使用期内，务必使结构和构件 不发生影响正常使用的变形。 刚度—结构或构件抵抗变形的能力。
一、对建筑物的初步认识 P1
• • • • • （一）、建筑物的组成、 （二）、建筑物的受力 （三）、建筑物的状态、 （四）、建筑物的安全保证 （五）、建筑物的设计、施工安全又经济
（一）、建筑物的组成
• 建筑物由屋盖、梁、板、墙（柱）和基础 组成。 • 组成结构的每一个部件称为构件 • 在建筑物中承受和传递荷载而起骨架作用 的部分或体系称为结构。
目录
一、建筑力学的任务
工程实例
四川彩虹桥坍塌
地基失效造成的结构破坏
北川中学第三教学楼五层变成三层， 底层和二层柱被地震力剪断原地坐落并倾斜有近700名师生遇难
一、建筑力学的任务
工程实例
比萨斜塔
五、建筑物的设计、施工安全又经 济
• 人们希望以最少的材料建造安全舒适而又 较大的建筑物，但是材料的承受能力是有 限的。 • 因此，只有经过科学的分析和计算，才能 在保证结构和构件安全的基础上，以最少 的材料解决工程中安全与经济的矛盾。 • ——即达到好钢用在刀刃上
– 按方向分
• 竖向力 • 水平力
- 为确保建筑物正常使用、结构安全。必须计算出结构、 构件的受力即受力分析。
结构的计算简图
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓
屋架为平面杆件结构，各根杆件用其各自的 轴线来代表，并将屋架中各杆的连接点视为铰结 点。将屋架的两端分别简化一端用固定铰支座， 一端用活动铰支座，即将屋架视为简支梁。
（三）、建筑物的状态
• 相对与地球是静止ห้องสมุดไป่ตู้------平衡状态
– 柱子受力－－荷载作用下不会被压垮，保证房 屋安全。 – 房子受地震力——地震发生时不会是房屋垮塌。
（四）、建筑物的安全保证
• 结构和构件必须具备可靠、适用、耐久的 功能。或者说具有足够的承载能力，即在 荷载作用下，不能破坏，也不能发生过大 的变形。为此，需满足三方面的要求： • 结构或构件具有足够的承载力
结构的计算简图
刚度问题
稳定性
稳定性：在使用期内，务必使结构和构件 平衡形态，保持稳定。 稳定性—结构或构件保持原有平衡形 态的能力。
结构的计算简图
稳定问题
一、建筑力学的任务 稳定性：指构件在压缩载 荷的作用下，保持平衡形 式不发生突然转变的能力
一、建筑力学的任务及与工程的联系
工程实例
美国纽约马尔克大桥坍塌
台湾101塔
悉尼歌剧院
–北京鸟巢夜景
北京鸟巢
交通工程
• • • • 铁路 公路 航运 航空
赵州桥
武汉长江大桥桥头堡
上海崇明岛长江大桥
江苏润扬长江大桥
中世 国界 杭最 州长 湾跨 大海 桥大 桥 ——
斜拉桥
水利工程
• 水坝 • 河道 • 农田水利
长江三峡大坝
概述
• 一、对建筑物的初步认识 P1 • 二、学习《土木工程力学基 础》的重要性 Ｐ３ • 三、学习方法 Ｐ４
本课主要内容
• • • • • • 概述 单元１ 单元２ 单元３ 单元４ 单元５
力和受力图 平面力系的平衡 直杆轴向拉伸和压缩 直梁弯曲 受压构件的稳定性