第一章力的特性与基本力系的简化.pdf

刚体静力学主要研究的是力的基本性质力的基本性质和力系的力系的 力的基本性质力的基本性质 力系的力系的 合成规律合成规律 以及力系平衡的理论力系平衡的理论，或者说主要研究的是 合成规律合成规律 力系平衡的理论力系平衡的理论 两类问题即力系的简化力系的简化和刚体在力系的作用下的平衡刚体在力系的作用下的平衡 力系的简化力系的简化 刚体在力系的作用下的平衡刚体在力系的作用下的平衡 条件条件条件条件。。 条件条件条件条件 所谓刚体刚体是指是指在任何情况下都不发生变形的在任何情况下都不发生变形的在任何情况下都不发生变形的在任何情况下都不发生变形的 刚体刚体 在任何情况下都不发生变形的在任何情况下都不发生变形的在任何情况下都不发生变形的在任何情况下都不发生变形的 物体物体物体物体 。。。。显然这是一个抽象化了的力学模型 。 物体物体物体物体 。。。。 所谓平衡平衡是指物体在力系的作用下相对地面保持 平衡平衡 静止或作匀速直线运动 。显然这是机械运动的一种特 殊情况 。 刚体静力学是变形体静力学的基础刚体静力学是变形体静力学的基础 刚体静力学是变形体静力学的基础刚体静力学是变形体静力学的基础 第一章第一章 力的特性与基本力系的简化力的特性与基本力系的简化 第一章第一章 力的特性与基本力系的简化力的特性与基本力系的简化 第一节 力的作用效应及相关力学量 一、一、力的概念力的概念 一一、、力的概念力的概念 F A 力力：物体间的相互机械作用。 力力 力的作用效应力的作用效应力的作用效应力的作用效应：： 力的作用效应力的作用效应力的作用效应力的作用效应 在力的作用下，物体的变化称为力的作用效应。包括 物体运动状态的变化和形状变化 。 运动状态变化——外效应 （运动效应）——理论力学研 究 形状变化—— 内效应 （变形效应）——材料力学研究 力的三要素力的三要素：大小、方向和作用点。因此，力是矢量。 力的三要素力的三要素 力的单位力的单位：国际单位制：牛顿(N) 力的单位力的单位 千牛顿(kN) (1N=1KG× 1m/s2 ) 分布力分布力：分布在有限面积上或体积内的力。 分布力分布力 集中力集中力：可视为作用于一点的力。 集中力集中力 表示方法表示方法：用带箭矢的线段或黑体字母表示。 表示方法表示方法 回顾回顾 回顾回顾 • 矢量矢量的概念： 矢量矢量 通常我们将既有大小又有方向的量通称为矢量或 向量。 数学上定义：空间一切等价的有向线段等价的有向线段归为 等价的有向线段等价的有向线段 类类 ，，每一类称为一个矢量或向量每一类称为一个矢量或向量，，以黑体拉丁字母以黑体拉丁字母a, a, b, c等等表示 。 所谓等价的有向线段等价的有向线段是指这两个有向线段长度 等价的有向线段等价的有向线段 相等、所在的直线平行、指向相同。 一个矢量的长度和方向就是属于它的有向线段 的长度和方向。依此，对矢量而言，位置不再有任 何意义 。换句话说，它可自一个位置平行移动到另 一个位置而本质不变 。 物理学中同时有大小和方向的量是很多的， 例如位移、速度、加速度、力、动量、磁场强 度 ，它们都是矢量矢量，另外还有一些量，例 矢量矢量 如质量、时间、长度、能、热