(-)静力学
l. 静力学的基本概念
静力学的研究对象。平衡、刚体和力的概念,静力学公理,非自由体,约束,约束的基本类型。二力构件。约束反力。物体的受力分析。受力图。三力平衡定理。
2.共点力系
共点力系合成的几何法和平衡的几何条件。力在轴上的投影,合力投影定理。力沿坐标轴的分解,共点力系合成的解析法和平衡的解析条件,平衡方程。
3. 力偶系
力偶和力偶矩。力偶的等效变换和等效条件。力偶矩矢。力偶系的合成和平衡条件,平衡方程。
4. 平面任意力系
力对点的矩。刚体上力的平移。平面任意力系向作用面内任一点的简化,力系的主矢和主矩。力系简化的各种结果。合力矩定理。平面任意力系的平衡条件,平衡方程的各种形式,平面平行力系的平衡方程。静不定问题的概念。物体系的平衡。外力和内力。
5.摩擦
摩擦现象。滑动摩擦定律。摩擦系数和摩擦角,自锁现象。有摩擦物体和物体系的平衡。平衡的临界状态和平衡范围。滚阻的概念。滚阻力偶。滚阻和滑动摩擦同时存在时平衡问题的分析。
6. 空间任意力系
力对轴的矩,力对点的矩及其矢积表示式,力对点的矩与对于通过该点任一轴的矩之间的关系。力对坐标轴的矩的解析表达式,空间任意力系向一点简化,力系的主矢和主矩。空间任意力系简化的各种结果,空间任意力系的平衡条件和平衡方程。空间平行力系的平衡方程。
(二)运动学
l.点的运动
运动学研究对象,运动和静止的相对性,参考坐标系。确定点的运动的基本方法:自然法、直角坐标法和矢量法,运动方程和轨迹方程。点的速度和加速度的矢量形式,点的速度和加速度在固定直角坐标轴上的投影。自然轴系,点的速度和加速度在自然轴系上的投影,切向加速度和法向加速度。
2. 刚体的基本运动
刚体的平动及其特征,刚体的定轴转动,转动方程,角速度和角加速度,转动刚体内各点的速度和加速度。角速度和角加速度矢。刚体内各点的速度和加速度的矢积表达式。
3.点的合成运动
运动的合成和分解,动参考系和静参考系。相对运动,绝对运动和牵连运动。相对轨迹和绝对轨迹,相对运动,绝对运动和牵运动中点的速度和加速度,点的速度合成合理。牵连运动是平动时,点的加速度合成定理。牵连运动是定轴转动时点的加速度合成定理。哥氏加速度,哥氏加速度的大小和方向。
4. 刚体的平面运动
刚体平面运动简化成平面图形在其自身手面内的运动,平面运动方程。平面运动分解成平动和转动。用基点法求图形内各点的速度,速度投影定理, 速度瞬心,用瞬心法求平面图形内各点的速度,图形内各点的速度分布,用基点法求平面图形内各点的加速度。
(三)动力学
1.动力学基本定律和质点运动微分方程
动力学的研究对象。动力学基本定律。质点运动微分方程:矢量形式、直角坐标形式、自然轴投影形式。质点动力学的两类问题
2.质点的相对运动
质点相对运动微分方程。牵连惯性力和哥氏惯性力。相对平衡和相对静止。
3.动量定理
动力学普遍定理概述,质点和质点系的动量。力的冲量,质点系的动量定理。动量守恒条件。质心。质心运动定理。质心运动守恒条件。
4.动量矩定理
质点和质点系的动量矩。质点和质点系的动量矩定理,动量矩守恒条件,定轴转动刚体对转轴的动量矩,转动惯量,回转半径,平行轴定理。刚体定轴转动微分方程。相对于质心的动量矩定理。刚体平面运动微分方程,
5.动能定理
力的功,元功表达式。合力的功。重力、弹性力和摩擦力的功。质点动能定理,作用于质点系的内力的功,约束力的功,内力和约束力的功等于零的实例。转矩的功。质点系的动能。平动、定轴转动和平面运动刚体的动能,质点系动能定理。势力场的概念。势能。机械能守恒定理。
6.达朗伯原理
惯性力。质点和质点系的达朗伯原理、动静法。平动、定轴转动和平面运动刚体的惯性力的主矢和主矩。惯性积、惯性主轴。对称刚体的主轴。转动刚体对轴承的附加动压力,消除附加动压力的条件,静平衡和动平衡的概念
7.虚位移原理
约束的分类和约束方程。自由度与广义坐标。虚位移的概念。理想约束。虚位移原理。以广义坐标表示的质点系统的平行条件,当主动力为有势力时质点系统的平衡条件。应用虚位移原理求约束反力。
8.动力学普遍方程与拉格朗日方程
动力学普遍方程。定常约束与非定常约束,拉格朗日方程及其应用。