一、
理论力学研究对象
理论力学是研究宏观物体机械运动的一般规律的科学。
机械运动----物体空间位置随时间的改变
理论力学研究物体的运动，研究作用在物体上的力与运动之间的关系。 材料力学研究物体的变形，研究作用在物体上的力与变形之间的关系。 理论力学的局限性(远小于光速的宏观物体）
理论力学的理论对绝大多数工程问题都是适用的。
理论力学研究自然界以及各种工程中机械运动的最普遍、最基本的规律，是各力学分支的基础，以指导人们认识自然界，正确从事工程技术工作。
四、力学的研究方法
理论分析方法：探索新理论、新设计、新结构。
实验方法：新理论、新设计、新结构的实验研究或验证。 计算机仿真方法： 现代计算技术与计算机应用。
五、理论力学的内容与学习目的
1、 理论力学的内容
静力学----研究物体在力系作用下的平衡规律。包括受力分析、力系的等效与简化、力系的平衡条件。
运动学----研究物体运动（从几何的角度），而不考虑引起物体运动的物理原因。 动力学----研究物体的运动与作用力之间的关系。
2、理论力学的学习目的
（1）为解决工程问题打基础
（2）为后续课程打基础
理论力学是一系列后续课程的重要基础。例如：材料力学、机械原理、机械零件、结构力学、机械振动、弹性力学 、流体力学等。
（3） 培养分析和解决问题的能力
建立模型的能力；综合应用知识的能力；图象表达能力和计算能力。
六、 教学要求等事宜
理论力学是一门理论性较强的课程，为学好理论力学提出以下要求。 1、 正确理解和掌握基本概念； 2、 熟练掌握基本定理和公式；
3、 课后及时复习，注意归纳总结；
4、 认真、及时地完成课后作业； 一定要自己做！ 5、 有问题及时答疑。
课程成绩成绩计算
作业 占 10 ? ；期中占 10 ?；期末考试 占 80 ? 建议阅读的参考书
西工大、北航、清华大学、上海交通大学等编著的理论力学 教材：哈尔滨工业大学编“理论力学”
第一章 静力学公理和物体的受力分析
本章的主要内容：
*静力学的基本概念和公理； *物体的受力分析。
具体内容：
*刚体和力的概念 *静力学公理
*约束和约束反力
*物体的受力分析和受力图
重点：
熟练掌握约束分析、物体的受力分析、受力图
§1-1 刚体和力的概念
1 刚体的概念
受力时不变形的物体 -----刚体内任意两点之间的距离保持不变。
刚体是理想模型。能否作为刚体取决于所研究问题的性质。理论力学研究刚体；材料力学研究变形体。
2 质点、质点系
质点：具有质量，其大小和形状可忽略不计的物体。 质点也是理想模型。
能否作为质点取决于所研究问题的性质
质点系：具有一定联系的一群质点。
不变质点系：各质点间的距离保持不变的质点系(刚体)。 可变质点系：质点间的距离可变的质点系。
3 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
4 力
力是物体间相互的机械作用。这种作用有两种效应：使物体的运动状态或/和形状发生变化。
力的三要素：大小，方向，作用点。力是定位矢量,用有向线段表示
5 力系
有一定联系的一群力。
平衡力系：如果物体在一力系作用下保持平衡，则称这个力系为平衡力系。 等效力系：如果两个力系的作用效果完全相同，则称这两个力系为等效力系。
合力：如果一个力与一个力系等效，则这个力称为这个力系的合力；而力系中的力称为此合力的分力。
§1-2 静力学公理
公理 1： 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这两个力为边所构成的平行四边形的对角线来表示。
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是力系简化的基础，适于刚体、变形体。
公理 2 ：二力平衡公理：作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的充分必要条件是：这两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
对刚体，上面的条件是充分必要条件。对变形体是必要条件，而非充分条件 表明了作用于刚体上最简单力系平衡时必须满足的条件；对刚体有些平衡问题可归结为二力平衡的问题。
■ 二力构件(二力杆) ：工程上，将受两个力作用并处于平衡的物体称为二力构件。 公理 3 加减平衡力系公理：在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。
推论1 力的可传性原理：作用于刚体上的力，可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变它对刚体的作用效应。
力的可传性原理只适用于刚体。 推论2 三力平衡汇交定理： 作用于刚体上相互平衡的三个力，若其中两个力的作用线汇交于一点，则此三力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。
公理4 作用力和反作用力定律：作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等，方向相反，沿着同一条直线，分别作用在两个相互作用的物体上
即：等值、反向、共线、异体、且同时存在。
■表示物体间的相互作用；
■与二力平衡的区别：作用在不同的物体上。不组成平衡力系；
■对刚体、变形体都适用。
公理5 刚化原理：变形体在某一力系作用下处于平衡时，如将此变形体刚化为刚体，则平衡状态保持不变。
意义：建立起刚体平衡与变形体平衡的联系。
§1- 3 约束和约束反力
一 约束的概念
自由体-----位移不受限制的物体。 非自由体------位移受到限制的物体。
约束------对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。
更一般地： 对非自由体的运动预加的限制条件称为约束。 受力分类：
▼约束反力-----约束施加于被约束物体的力（约束对被约束物体的作用）称为约束反力。 ▼主动力-----除约束反力以外的力称为主动力。一般而言在静力学问题中主动力是已知的，可以是集中力，也可以是分布力。
约束反力的特点：大小未知；方向总是与约束所限制的物体的位移方向相反；作用点在物体与约束相接触的那一点。
二、常见的几种约束
1 光滑接触面约束
约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向被约束物体。 图示几种光滑接触面约束：
单面约束：约束力指向可确定；以上约束为单面约束
双面约束：约束力指向无法事先确定。如下图示的滑块B受的约束。
2 柔索约束
理想化：柔软——只能受拉，不能受压； 不计自重。
特点 :只能承受拉力，不能承受压力；约束力是沿其中心线的拉力 ■ 绳索约束
绳索约束为单面约束。
■ 皮带约束
3 光滑圆柱形铰链约束 ■向心轴承
特点：该约束的特点：轴承（约束）限制了轴（被约束物体）沿轴承径相向外的位移；但不能限制轴的转动以及沿轴中心线的移动。
■ 中间柱铰链
用销钉连接两个钻有相同大小孔径的构件，就构成了中间柱铰链约束。
特点∶圆柱形销钉约束，允许两构件绕销钉轴线有相对转动；也允许构件沿销钉轴线的移动。
销钉对构件的约束反力，其作用点在接触处，总是沿销钉的径向，指向其中心。 也可将圆柱铰链约束用两个大小未知的正交分力表示，其作用点在圆柱的中心上。