靜力學(xué)知識(shí)點(diǎn)
第一章靜力學(xué)公理和物體的受力剖析
本章總結(jié)
1.靜力學(xué)是研究物體在力系作用下的平衡條件的科學(xué)。
2.靜力學(xué)公理
公理1力的平行四邊形法則。
公理2二力平衡條件。
公理3加減平衡力系原理
公理4作用和反作用定理。
公理5剛化原理。
3.約束和約束力
限制非自由體個(gè)別位移的周?chē)矬w,稱(chēng)為約束。約束對(duì)非自由體施加的力稱(chēng)為約束力。約束力的方向與該約束所能制約的位移方向相反。
4.物體的受力剖析和受力圖
畫(huà)物體受力圖時(shí),首先要明晰研究對(duì)象(即取分離體)。物體受的力分為主動(dòng)力和約束力。要注意分清內(nèi)力與外力,在受力圖上通常只畫(huà)研究對(duì)象所受的外力;還要注意斥力和反斥力之間的互相關(guān)系。
常見(jiàn)問(wèn)題
問(wèn)題一畫(huà)受力圖時(shí),嚴(yán)格按約束性質(zhì)畫(huà),不要憑主觀想像與駁斥。
第二章平面力系
本章總結(jié)
1.平面匯交力系的合力
(1)幾何法:按照力六邊形法則,合力矢為
合力作用線通過(guò)匯交點(diǎn)。
(2)解析法:合力的解析表達(dá)式為
2.平面匯交力系的平衡條件
(1)平衡的必要和充分條件:
(2)平衡的幾何條件:平面匯交力系的力六邊形自行封閉。
(3)平衡的解析條件(平衡多項(xiàng)式):
3.平面內(nèi)的力對(duì)點(diǎn)O之矩是代數(shù)目,記為
通常以逆秒針轉(zhuǎn)向?yàn)檎粗疄樨?fù)。
或
4.質(zhì)心和形心矩
質(zhì)心是由等值、反向、不共線的兩個(gè)平行力組成的特殊力系。質(zhì)心沒(méi)有合力,也不能用一個(gè)力來(lái)平衡。
平面質(zhì)心對(duì)物體的作用效應(yīng)決定于質(zhì)心矩M的大小和轉(zhuǎn)向,即
式中正減號(hào)表示質(zhì)心的轉(zhuǎn)向摩擦力的分類(lèi)及影響因素,通常以逆秒針轉(zhuǎn)向?yàn)檎粗疄樨?fù)。
質(zhì)心對(duì)平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于質(zhì)心矩,質(zhì)心矩與矩心的位置無(wú)關(guān)。
5.同平面內(nèi)力偶的等效定律:在同平面內(nèi)的兩個(gè)質(zhì)心,假如質(zhì)心相等,則彼此等效。質(zhì)心矩是平面質(zhì)心作用的惟一測(cè)度。
6.平面質(zhì)心系的合成與平衡
合力偶矩等于各分質(zhì)心矩的代數(shù)和,即

平面質(zhì)心系的平衡條件為
7、平面任意力系
平面任意力系是力的作用線可零亂無(wú)章分布但在同一平面內(nèi)的力系。當(dāng)物體(含物體系)有一幾何對(duì)稱(chēng)平面,且力的分別關(guān)于此平面對(duì)稱(chēng)時(shí),可簡(jiǎn)化為平面力系估算。還有其他情況也可按平面任意力系估算。
本章使勁的平移定律對(duì)平面任意力系進(jìn)行簡(jiǎn)化,得到主矢主矩的概念,并進(jìn)一步對(duì)力系簡(jiǎn)化結(jié)果進(jìn)行討論;之后得出平面任意力系的平衡條件,得出平衡多項(xiàng)式的三種方式,并用平衡多項(xiàng)式求解一些平衡問(wèn)題;介紹靜定超靜定問(wèn)題的概念,對(duì)物體系的平衡問(wèn)題進(jìn)行比較多的訓(xùn)練;最后介紹平面簡(jiǎn)單桁架的概念和內(nèi)力估算。
常見(jiàn)問(wèn)題
問(wèn)題一不要由于這一章的內(nèi)容簡(jiǎn)單,就覺(jué)得理論熱學(xué)容易學(xué),而導(dǎo)致懼怕理論熱學(xué)的印象,這將給前面的學(xué)習(xí)帶來(lái)影響。
問(wèn)題二本章一開(kāi)始要把握好單個(gè)物體的平衡問(wèn)題與解題方法,這樣就能熟練把握物體系平衡問(wèn)題的解法與解題方法。
問(wèn)題三在平常做題時(shí),要注意解題方法的訓(xùn)練,能用一個(gè)多項(xiàng)式求解的就不用兩個(gè)多項(xiàng)式,但考試時(shí)則不一定這么。
第三章空間力系
本章總結(jié)
1.力在空間直角座標(biāo)軸上的投影
(1)直接投影法
(2)間接投影法(圖形見(jiàn)課本)
2.扭矩的估算
(1)力對(duì)點(diǎn)的矩是一個(gè)定位矢量摩擦力的分類(lèi)及影響因素,
(2)力對(duì)軸的矩是一個(gè)代數(shù)目,可按下述兩種方式求得:
(a)
(b)
(3)力對(duì)點(diǎn)的矩與力對(duì)通過(guò)該點(diǎn)的軸的矩的關(guān)系
3.空間質(zhì)心及其等效定律
(1)質(zhì)心矩矢
空間質(zhì)心對(duì)質(zhì)心的作用療效決定于三個(gè)誘因(質(zhì)心矩大小、力偶作用面方位及形心的轉(zhuǎn)向),它可用質(zhì)心矩矢
表示,
質(zhì)心矩矢與矩心無(wú)關(guān),是自由矢量。
(2)質(zhì)心的等效定律:若兩個(gè)質(zhì)心的質(zhì)心矩矢相等,則它們彼此等效。
4.空間力系的合成
(1)空間匯交力系合成為一個(gè)通過(guò)其匯交點(diǎn)的合力,其合力矢為
(2)空間質(zhì)心系合成結(jié)果為一合力偶,其合力偶矩矢為
(3)空間任意力系向點(diǎn)O簡(jiǎn)化得一個(gè)作用在簡(jiǎn)化中心O的力
和一個(gè)質(zhì)心,質(zhì)心矩矢為
,而
(4)空間任意力系簡(jiǎn)化的最終結(jié)果,列表如下:
主矢
主矩
最后結(jié)果
說(shuō)明

平衡
合力偶
此時(shí)主矩與簡(jiǎn)化中心的位置無(wú)關(guān)
合力
合力作用線通過(guò)簡(jiǎn)化中心
合力
合力作用線離簡(jiǎn)化中心O的距離為
力螺旋
力螺旋的中心軸通過(guò)簡(jiǎn)化中心
成θ角
力螺旋
力螺旋的中心軸離簡(jiǎn)化中心O的距離為
5.空間任意力系平衡多項(xiàng)式的基本方式
6.幾種特殊力系的平衡多項(xiàng)式
(1)空間匯交力系
(2)空間質(zhì)心系
(3)空間平行力系若力系中各力與z軸平行,其平衡多項(xiàng)式的基本方式為
(4)平面任意力系若力系在Oxy平面內(nèi),其平衡多項(xiàng)式的基本方式為
上述各色,為易于書(shū)寫(xiě),下標(biāo)i略去。
7.物體重心的座標(biāo)公式
常見(jiàn)問(wèn)題
問(wèn)題一從平面匯交力系、力對(duì)點(diǎn)的矩和形心系、任意力系到空間匯交力系、力對(duì)點(diǎn)(軸)的矩和形心系、任意力系,似乎有重復(fù)之感,但不要懼怕,還要認(rèn)真對(duì)待。
第三章磨擦
本章總結(jié)
1.磨擦現(xiàn)象分為滑動(dòng)磨擦和滾動(dòng)摩阻兩種。
2.滑動(dòng)磨擦力是在兩個(gè)物體互相接觸的表面之間有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)或有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的切向約束力。后者稱(chēng)為靜滑動(dòng)磨擦力,前者稱(chēng)為動(dòng)滑動(dòng)磨擦力。
(1)靜磨擦力的方向與接觸面間相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,其值滿足
靜磨擦定理為
其中為靜磨擦質(zhì)數(shù),為法向約束力。
(2)動(dòng)磨擦力的方向與接觸面間相對(duì)滑動(dòng)的速率方向相反,其大小為
其中f為動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù),通常情況下略大于靜磨擦質(zhì)數(shù)。
3.磨擦角為全約束力與法線間傾角的最大值,且有
全約束力與法線間傾角φ的變化范圍為
當(dāng)主動(dòng)力的合力作用線在磨擦角之內(nèi)時(shí)發(fā)生自鎖現(xiàn)象。‘
常見(jiàn)問(wèn)題
問(wèn)題一在才能確定運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的時(shí)侯,要正確畫(huà)出磨擦力的方向,在不能否確定運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的時(shí)侯,磨擦力的方向可以假設(shè)。要注意庫(kù)侖磨擦定理的使用條件,不要一說(shuō)到磨擦力,就可以等于
。
