工程力学教案23105.docVIP

静力学基 力学包括静力学，动力学，运动学三部分，静力学主要研究物体在力系作用下的平衡规律，静力学主要讨论以下问题： 1.物体的受力分析；2.力系的等效.与简化；3. 力系的平衡问题。 第1讲§ 1 － 1静力学公理目的与要求 、使学生对静力学基本概念有清晰的理解，并掌握静力学公理及应用范围。静力学公理 【重点、难点、力、刚体、平衡等概念；静力学公理。 ）外效应（运动效应）：使物体的运动状态发生变化。（举例） 内效应（变形效应）：使物体的形状发生变化。（举例） 3）力的三要素：大小、方向、作用点。 力是定位矢量 4）力的表示： 图示 符号：字母＋箭头 如： 二）力系的概念 1）定义：作用在物体上的一组力。（举例） 2)力系的分类 按力的的作用线现在空间分布的形式： A汇交力系 b平行力系 c一般力系 按力的的作用线是否在同一平面内 A平面力系 B 空间力系 3)等效力系与合力 A等效力系 ——两个不同力系，对同一物体产生相同的外效应，则称之 B合力——若一个力与一个力系等效，则这个力称为合力 2.刚体的概念： 1）定义：在力的作用下保持其大小和形状不发生变化。 2）理解：刚体为一力学模型。 3.平衡的概念： 1）平衡——物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动． 2)平衡力系——作用在刚体上使物体处于平衡状态的力系。 3平衡条件——平衡力系应满足的条件。 二．静力学公里 公理一：二力平衡公里 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。 使刚体平衡的充分必要条件 二力构件：在两个力作用下处于平衡的物体。 公理二加减平衡力系原理 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变厡力系对刚体的作用。 推理1 力的可传性 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为大小、方向和作用线． 公理3 作用和反作用定律 作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上． 公理4 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图所示F1+ F2= FR 推理2 三力平衡汇交定理 作用于刚体上三个相互平衡的力，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。平衡时必与共线则三力必汇交O 点，且共面． 【小结： 本节重点介绍了四个公理和二个推论；二力构件与三力构件，应掌握其判断方法；注意作用与反作用公理与二力平衡条件的区别。 作业§ 1 － 3 约束与约束反力 目的与要求1 、 使学生对约束的概念有清晰的理解 ; 2 、掌握柔性、光滑面、光滑铰链约束的 构造及约束反力的确定； 3 、能正确的绘制各类约束的约束反力，尤其是铰链约束、二力杆、三力构件的约束反力的画法。 重点、难点 1 、 约束及约束反力的概念。 2 、工程中常见的约束类型及约束反力的画法 。 ：：一。柔索约束 1.实例 2.约束反力的特点：（拉力） 大小:待定 作用点；连接点 方向：柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。 二。光滑表面约束 1.实例 2.约束反力的特点（FN） 大小：待定 方向：沿着接触面的公法线指向物体内部。 作用点：接触点 三。光滑铰链约束 1.固定铰支座 1）实例 2）反力特点：(Fx,Fy) 大小：待定 方向：互相垂直的二分力 作用点：铰链转动中心 2.可动铰支座 1）实例 2）反力特点： 大小：待定 方向：垂直于支撑面 作用点：铰链转动中心 3。中间铰链 1）实例 2）反力特点 大小：待定。 方向：互相垂直的二分力。 作用点：铰链转动中心。 四。光滑球铰链约束(Fx,Fy,Fz) 1.实例 2.约束及反力特点 1）约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动． 2）约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题 3）约束力通过接触点,并指向球心,是一个不能预先确定的空间力.可用三个正交分力表示． 【小结 1 、本节课详尽地介绍了工程中常见的各种约束 构造及约束反力的确定。 2 、光滑铰