项目一物体的受力与受力图要点分析.ppt

化工机械基础;物体的受力分析与受力图; 例如：人在用手提重物时，若把重物看成是受力物体，那么手就是施力物体；反之，若认为手是受力物体，那么重物就是施力物体。所以施力物体和受力物体是相反而言的 由经验可知，用手推同一物体，用力大小不等，或从不同的方向施力，或施力于不同的位置，都会产生不同的效果。因此力的大小、方向和作用点是决定力对物体作用 效果的三个要素。当这三个要素中任何一个改变时， 力的作用效果将随之变化。因此在说明一个力时， 应该说明力的大小、方向和作用点这三个要素。; 为了度量力的大小，必须确定其度量单位。本书严格采用我国统一实行的法定计量单位（以国际单位制SI为基础），力的单位名称为牛[顿]，符号为N。工程力学中常用kN，1kN=1000N。; 力是具有大小和方向的量，所以力是矢量，力的三要素可用带箭头的有向线段（矢线）示于物体作用点上，线段的长度（按一定比例画出）表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，线段的起始点或终止点表示力的作用点。通过力的作用点，沿力的方向的直线，称为力的作用线，本章用黑体字母表示矢量（例如F），用F表示力F的大小。 矢量：速度、加速度、位移、力、冲量、动量、电场强度、磁场强度 标量：质量、密度、温度、功、能量、路程、速率、体积、时间、热量、电阻; 2.刚体的概念 在力的作用下，大小和形状都不发生改变的物质称为刚体。事实上，任何物体在力的作用下都将发生不同程度的变形。但实践证明，工程中多数构建的变形都很小，可以略去不计，这样使得问题的研究大为简化。因此，刚体是一个理想化的力学模型。一个物体能否看成刚体，不仅取决于变形的大小，而且和问题本身的要求有关。在本章中，把所研究的物体均视为刚体。; 二、基本公理 力学公理是力学中最基本的规律。这些规律是人类长期对客观现实的观察和实验所积累的经验加以总结和概括而得到的结论。它的正确性可以在实践中得到验证。力学公理概括了力的一些基本性质，是力学全部理论的基础。;公理一：二力平衡公理; 如图1-2???示的刚体，当F1=-F2（负号说明F2的方向与F1相反）则刚体平衡。 需要指出的是，二力平衡条件 只适用刚体。二力等值、反向、 共线是刚体平衡的必要与充分条件。 对于非刚体，二力平衡条件只是必 要的，而非充分的，即并非满足受 等值、反向、共线的作用力就可以 平衡，如绳索受等值、反向、共线 的两个压力作用就不能平衡。 ;只有两个着力点而处于平衡的构建，称为二力构件。当构件呈杆状时，则称为二力杆。二力构件的受力特点是：所受二力必沿其两作用点的连线。 如图所示，杆CD，若不计自重，就是一个二力杆。这是Fc和FD的作用线必在二力作用点的连线上，且等值、反向。;公理二：加减平衡力系公理;推论：力的可传性原理;证明： 设有力F作用于小车上的A点（图a）。在力F在作用线上任取另一点B，并在B点加一平衡力系F1 与F2，使F1=—F2=F（图b）。根据公理二可知，力系F、F1、F2对刚体的作用，与力F单独作用的效果相同。由于F2与F等值、反向、共线，组成一平衡力系，根据公理二，可以将它们的从刚体上取消（图c）。于是刚体上就只剩下力F1，力F1的大小、方向和F相同，这就相当于把力F沿着其作用线移到B点。经验也告诉我们，用力F在A点推小车，与用力（F1=F）在B点拉小车，两者的作用效果是相同的。应注意，这个推论只适用于刚体，而不适用于变形体。 ;公理三：力的平行四边形公理; 如图所示（a），F1和F2为作用在物体上同一点O的两个力，以这两个力作为邻边作出平行四边形OABC，则从O点作出的对角线OB，就是F1和F2的合力F。 实际上，在求合力F时，不一定要作出整个平行四边形OABC。因为平行四边形的对边平行且相等，所以只要作出对角线一侧的一个三角形（OAB和OCB）就可以。如图所示（b），只要将力矢F1、F2首位相连，成一折线OAB，再用直线OB将其封闭构成一个三角形，那么矢量OB就代表合力F。显然在作折线时两力的前后次序是可以任选的。但这一力的合成方法称为力的三角形法则 ，它从平行四边形公理演变而来的，应用更加方便。但要注意图（b）中矢量AB只表示力F2 的大小和方向，实际上F2并不作用于A点，而任作用于O点。 ; 求力F1 和F2二力的合力F，可以用一个矢量式表示如下 F=F1+F2 我们书写时写黑体费时，可以这样表示 力的平行四边形公理总结了最简单的力系简化规律，她是力的合成和分解的依据，也是化简较复