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静力学基础知识教学课件 第1章 静力学的基本概念与受力分析 第2章 平面汇交力系 第3章 力矩和力偶 第4章 平面任意力系 第5章 空间力系与重心 第6章 材料力学基本概念 第7章 拉伸与压缩 第8章 剪切与挤压第9章 圆轴扭转 第10章 平面弯曲 第11章 摩擦力第12章 构件组合变形时的强度计算 第13章 压杆稳定 第1章 静力学的基本概念与受力分析 （时间：2次课，4学时） 第1章 静力学的基本概念与受力分析 教学目标： 静力学是研究刚体在力系的作用下的平衡规律。静力学的基本概念、公理及物体的受力分析是研究静力学的基础。本章将介绍刚体与力的概念及静力学公理，并阐述工程中几种常见的典型约束和约束力的分析。最后介绍物体受力分析的基本方法及受力图，它是解决力学问题的重要环节。 通过本章的学习，可以深入地理解力、刚体、平衡和约束等重要基本概念。深入理解静力学的理论基础——静力学公理（或力的基本性质）。明确和掌握工程上常见约束的基本特征及约束反力的画法。能正确、熟练地对物体系统及分离体进行受力分析，画出受力分析图。 第1章 静力学的基本概念与受力分析 教学重点和难点： 力、刚体、平衡和约束等概念 静力学公理及其推论 柔索约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束、支座、链杆约束的特征 约束反力的画法 物体系统及分离体的受力分析及受力分析图 光滑铰链的约束特征（尤其是销钉连接二个以上的构件） 物体系统的受力分析 第1章 静力学的基本概念与受力分析 1.1 静力学的基本概念 1.2 静力学的基本公理 1.3 约束与约束反力 1.4 物体的受力分析 1.5 实训与练习 1.1 静力学的基本概念 1.1.1 刚体的概念 1.1.2 平衡的概念 1.1.3 力的概念 1.1.4 力系的概念 1.1 静力学的基本概念 静力学主要研究物体在力的作用下的平衡与利用平衡条件解决未知力的问题。而要进行问题的研究，首先要掌握静力学的基本概念 1.1.1 刚体的概念 所谓的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。 刚体是静力学的研究对象，是人们将各种各样的实际物体抽象化以便于计算的理想模型。 实际物体在力的作用下不可避免的要产生程度不同的变形。但是，当微小变形对研究物体的平衡问题不产生影响或影响很小时，可忽略不计。这样，忽略了物体微小变形后便可以把物体看成刚体。例如：当汽车通过大桥时，虽然大桥因承受汽车的压力而产生微小变形，但是当大桥微小变形对研究其平衡问题不产生影响或影响很小时，便可忽略不计，此时可将大桥看成刚体。 在静力学中，研究的物体仅限刚体，故静力学又称刚体静力学，它是研究变形体力学的基础。 1.1.2 平衡的概念 平衡是指物体相对于惯性参考系（如地面）保持静止或匀速直线运动状态。如桥梁、机床的床身、作匀速直线飞行的飞机等等，都处于平衡状态。工程实际中，有时对低速转动或直线运动加速度很小的机械零件，也可以近似地看成平衡并应用平衡条件进行计算。平衡是物体运动的一种特殊形式。静力学主要研究的就是刚体在力作用下的平衡问题。 1.1.3 力的概念 人们对力的认识，最初是从推车、提水、拉锯、压木板等劳动中得出来的。用力的时候，肌肉就感到紧张。力，最初就是从肌肉的紧张中抽象出来的。但是仅仅用肌肉紧张的感觉来定义力是不全面的。随着生产的发展，人们又逐渐认识到：物体的机械运动状态的改变（包括变形），都是由于其它物体对该物体的施加力的结果。这样，由感性到理性，逐步建立了抽象的力的概念。 力是物体间相互的机械作用，这种作用可以使物体的机械运动状态发生变化。 物体间相互的机械作用大致可以分为两类：一类是接触作用，例如物体间的挤压力、拉力等；另一类是“场”对物体的作用，例如电场对电荷的引力或斥力作用。尽管各种物体间的相互作用力来源和性质不同，但是力对物体产生的效应一般可以分为两种，即引起物体机械运动状态的改变和使物体产生的变形。前一种称为力的外效应或运动效应，是静力学与运动学和动力学研究的内容；后者称为力的内效应或变形效应，是材料力学研究的内容。 实践表明，力对物体的作用效应取决于三个要素：力的大小、方向和作用点。这三个要素称为力的三要素。当这三个要素中任何一个发生改变时，力将改变，力的作用效应也将改变。 力是矢量，通常我们可用带箭头的线段来表示力的三要素，如图1.1，线段的起点A（或终点B）表示力的作用点，沿力矢顺着箭头指向表示力的方向，线段的长度（按一定的比例尺）表示力的大小（15N）。 线段长度AB按一定的比例尺表示力的大小；线段的方位和箭头的指向表示力的方向；线段的起点（或终点）表示力的作用点；与线段重合的直线称为力的作用线。我们通