第一章：静力学的基本概念汇编.pptx

第一章 静力学的基本概念 静力学的基本概念 静力学是研究物体在力作用下平衡 规律的科学 平衡是指物体相对于地球处于静止 或匀速直线运动的状态 平衡是物体机械运动的一种特殊形 式，特点是物体的运动状态不发生变化 同时作用在同一个物体上的多个力 称为力系 平衡力系是指物体在力系作用下处于 平衡状态 如果作用在物体上的力系可以用另一 个力系来代替而作用效应相同，那么这两 个力系互称为等效力系 第一节 刚体的概念 任何物体在力的作用下，都将引起大小和形状的改变，即发生变形，但是大多数物体发生变形都是很微小的，需要用专业设备才能测量出来，所以在考虑物体平衡问题时，可以将其忽略不计，把这部分物体看做是不变形的。 在任何外力作用下，大小和形状保持不变的物体，称为刚体 第二节 力的概念 　　力的定义：力是物体间相互的机械作用 　 力的作用效应　　 ① 力的运动效应(外效应)力使物体的机械运动状态发生变化的效应称为力的运动效应或外效应。 　 ② 力的变形效应(内效应)力使物体的形状和尺寸发生改变的效应称为力的变形效应或内效应。 　力的三要素 力对物体的作用效应完全取决于力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点。 　　 力的大小表明物体间相互作用的强弱程度。在国际单位制中，力的度量单位是牛顿，简称牛（N）；工程实际中力的常用单位是千牛顿，简称千牛（KN），1KN=1000N。 　 力的方向包括力的方位和指向两层含义。例如重力的方向是铅垂向下。 　 力的作用点是力的作用区域的抽象。当作用面积或体积很小时可抽象化为一个点，称为力的作用点，作用于这个点上的力称为集中力。 力的图示法 　 力是一个有大小和方向的量，所以力是矢量。通常用一个带箭头的有向线段来表示集中力的三要素，其中线段的长度按一定的比例表示力的大小，线段与某定直线的夹角表示力的方位，箭头表示力的指向，有向线段的起点或终点表示力的作用点。力矢量所在的直线称为力的作用线。 本次课结束！ 第三节 静力学公理 静力学公理是人类在长期的生产和生活实践中，经过反复地观察和实验总结出来的普遍规律，它阐述了力的一些基本性质，是静力学的基础。静力学公理共有四个： 1.作用与反作用公理 2.二力平衡公理 3.加减平衡力系公理 4.力的平行四边形公理 作用与反作用公理 　　 　　两物体间相互作用产生的力为作用力和反作用力，它们总是同时存在，且两力等值、反向、共线，分别作用于这两个物体上，此结论称为作用与反作用公理 　　这个公理概括了物体间相互作用的关系，这个公理表明力总是成对出现的，有作用力就有反作用力，已知作用力就可知反作用力。这个公理是分析物体和物体系统受力情况时必须遵循的原则。 【例】木箱受到重力G作用，用绳索悬挂在顶棚上(绳重不计)， 试分析各物体相互的作用力与反作用力。 二力平衡公理 　　 作用于同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上，此结论称为二力平衡公理　　 这个公理总结了作用于刚体上的最简单的力系平衡时所必须满足的条件。 　　只受两个力作用而平衡的杆件，称为二力杆。 【例】 a.二力平衡 b.二力杆 加减平衡力系公理 　　在作用于刚体上的已知力系中，加上或去掉任意一个平衡力系，并不会改变原力系对刚体的作用效应，此结论称为加减平衡力系公理。 　　 推论:力的可传性原理：作用于刚体上的力，可沿其作用线平移而不会改变其对刚体的作用效应。 　　 　　 【例】如下图(a)所示，用推力F作用于小车的A点，与图(b)中用大小、方向均相同的拉力F作用于B点（A、B两点在同一直线上）产生的运动效果是相同的。 力的平行四边形公理 　　作用于物体同一点上的两个力，可以合成为一个合力，合力也作用在该点，合力的大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来确定，此结论称为力的平行四边形公理 　　这个公理说明，力矢量可按平行四力形法则进行合成与分解，FR=F1+F2 ，即合力等于两个分力的矢量和。 【例】F1=15N， F2=18N，求FR 本次课结束！ 第四节 约束与约束反力 　　一个物体的运动受到周围其它物体的限制，这种限制非自由体运动的物体称为约束。 约束对非自由体的作用力称为约束反力，简称反力。 　　 约束