理论物理-第1章基本概念和受力分析.pptVIP

由此可知，力偶矩矢是自由矢量。 在研究力偶问题时可以不考虑力偶的作用位置及力偶中力的大小和力偶臂的长度，而只需考虑力偶的力偶矩，故常在力偶作用面内将力偶用带箭头的弧线表示，箭头表示力偶的转向，旁边的数字表示力偶矩的大小。 40N 40N 6cm 60N 60N 4cm m=240N·cm = = 约束反力（或约束力、反力）：约束给被约束物体的作用力。 §1-4 约束与约束反力 一、概念 自由体：在空间的运动不受任何限制的物体。 非自由体：在空间的运动受到限制的物体，也称被约束体。 约束：阻碍物体某些方向运动的限制条件 。 （这里，约束是名词，而不是动词的约束。） ①大小是未知的。故称为被动力。 ②方向总是与所限制的物体的位移方向相反； ③作用点在物体与约束相接触的那一点。 约束反力特点： 由于柔索只能阻碍物体沿柔索伸长的方向运动，故柔索的约束力通过柔索与物体的连接点，方位沿柔索而指向背离物体。即恒为拉力。 二、常见约束及约束反力： 1.柔索约束（不计重的绳索、链条或皮带等） 2.光滑接触面约束 (光滑指摩擦不计)(如支持物体的固定面) 约束限制物体沿接触面法线向约束内部的位移，故其约束力沿接触面的公法线指向被约束物体，即恒为压力。 B A C 公切面 公法线 假设条件：不计摩擦 A B C F F F 滑槽与销钉（双面约束） 约束力垂直于滑槽，指向可假设 结构图 简化图 受力图 3.光滑圆柱铰链约束 ①光滑圆柱铰链 销钉 A、B互为约束与被约束体 A 简化图 受力图 约束力在垂直于销钉轴线的平面内并通过销钉中心，方向待定。 常用两个正交的分力X、Y表示。 或 光滑圆柱铰链约束实例 ②固定铰支座（铰链支座） 将光滑圆柱铰链其中一构件固定而得 光滑圆柱铰链 固定铰支座 简化图 受力图（同光滑圆柱铰链） 工程实例 或 固定铰链支座 活动铰链支座 在分析铰链约束力时，通常将销钉固连在某个构件上。 如右图所示的三铰拱结构中，如将铰链C处的销钉固连在构件AC上，则构件AC、BC互为约束。受力图如下。 （如将铰链C处的销钉固连在构件BC上，铰链约束力不变） ③轴承 由轴承和轴颈构成的轴承约束，其约束力的特征和铰链的约束力完全相同。 结构图 4.活动铰支座（辊轴支座） 简化图 被约束体可以绕销钉转动，可以沿销钉轴线移动，也可以沿支承面移动，即约束阻碍物体沿与支承面垂直的方向运动，其约束力通过销钉中心垂直于支承面，指向待定 。 * 一、静力学的研究对象：研究物体在力系作用下的平衡规律的学科。 力系：是指作用在物体上的一群力。 平衡：是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运 动的状态。 若把与地球固结的参考系作为惯性参考系，则相对于地球保持静止或作匀速直线运动的物体，就处于平衡状态。 注意：运动是绝对的平衡是相对的。 平衡力系：物体在力系作用下处于平衡，我们称这个力系为平衡力系。 二、静力学主要研究两个问题： 1.力系的简化：用最简单的力系代替复杂的力系。 用一个力系代替另一个力系，而不改变原力系对刚体的效应，称此两力系等效或互为等效力系。 2.力系的平衡条件：物体平衡时，作用于其上的力系应满足的条件。 §1–1 基本概念 §1–2 力的概念及荷载分类 §1–3 力矩和力偶 §1–4 约束与约束反力 §1–5 物体的受力分析与受力图 第一章 静力学的基本概念和受力分析 本章重点： 约束和约束反力，物体的受力分析，力在轴上的投影，合力投影定理，力矩和力偶的概念。 本章难点： 铰链类型约束的性质及其约束反力的画法，物体系统中各个物体及其整体的受力分析。 力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN) 第一章 静力学基本公理和物体的受力分析 §1-1 基本概念及基本公理 一、力的概念 1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的 运动状态发生改变或使物体产生变形。 2. 力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。 3. 力的三要素：大小，方向，作用点。 表示为：F，手写为 （如无特别声明，本课程只研究力的外效应） 力是矢量 二.质点、刚体及质点系 质点：不计大小只计质量的物体。 质点系：有限个或无限个质点的集合。 刚体：在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 注意： 力作用于可变形的物体时，既有内效应，也会有外效应。 力作用于刚体时，只有外效应。 三、静力学公理 公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。 公理1 二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与