第1篇刚体静力学-第1章静力学公理与物体的受力分析.pptVIP

1 静力学 END 一、受力分析 §1-4 物体的受力分析和受力图 作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体 压力等。 另一类是：被动力，即约束反力。 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件、约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，用受力图表示出来，这个过程称为物体的受力分析。 ④逐次解除约束，画出约束反力。 二、受力图 [例1] 画物体受力图主要步骤为： ①选研究对象； ②取分离体； ③画上全部主动力； [例2] 画出下列各构件的受力图 说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。 [例3] 尖点问题 [例4] 画出下列各构件的受力图 [例5] 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E Q A O B C D E Q A O B C D E 三、画受力图应注意的问题 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。 2、不要多画力 要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。 1、不要漏画力 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。 3、不要画错力的方向 4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 5、受力图上只画外力，不画内力。 6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 7 、正确判断二力构件。 画受力图(1) 方法1 A处为固定铰链支座，解除约束后，有一个方向未知的约束力，这一约束力可以分解为水平和铅垂方向的两个分力FAx FAy ； B处为辊轴支座，其约束力FB的作用线垂直于支承面。 方法2 画受力图(1) 应用三力汇交的平衡原理： 刚体ADCB在A处的一个方向未知的约束力FA、 B处的一个方向已知的约束力FB、主动力F作用下处于平衡，因而三个力的作用线必然汇交于一点C。 画受力图(2) 方法1 A处为固定铰链支座，解除约束后，有一个方向未知的约束力，这一约束力可以分解为水平和铅垂方向的两个分力FAx FAy ； B处为辊轴支座，其约束力FB的作用线垂直于支承面。 方法2 画受力图(2) 应用三力汇交的平衡原理： 刚体ACB在A处的一个方向未知的约束力FA、 B处的一个方向已知的约束力FB、主动力F作用下处于平衡，因而三个力的作用线必然汇交于一点B。 画受力图(2) 常见错误分析 FA 能平衡吗？ 一定要根据约束的性质分析约束力！ 一定要应用平衡的概念检验结果的正确性。 画受力图(3) 本例要确定棘轮的受力。棘轮在A处的一个方向未知的约束力FA、 O处的一个方向未知的约束力FO、主动力W作用下处于平衡。由于FA、 FO的作用线都不能确定，所以不能应用三力汇交的平衡原理。 但是，构件O1A在O1、A二处各有一个方向未知的约束力，根据二力平衡原理，为了保持构件O1A 平衡这两个力的作用线必须沿着O1、A 的连线方向。 画受力图(3) 但是，构件O1A在O1A二处各有一个方向未知的约束力，根据二力平衡原理，为了保持构件O1A 平衡这两个力的作用线必须沿着O1、A 的连线方向。 O1 A 分析了构件O1A的受力后，根据作用与反作用定律即确定棘轮上A 处的约束力F‘A的方向。 FA FO1 因为C、D、E三处均为铰链约束，所以这三处都有一个方向未知的约束力。 对于DE杆，D、E中间没有外力作用，所以是二力杆，于是可以画出其受力图 。 对于CE杆，C、E二处虽然是铰链约束，但C、E之间有外力F作用，所以不是二力杆。 作用在CE杆的C、E二处约束力，方向可以根据三力平衡汇交确定。 画受力图(4) 这里，要注意DE杆与CE杆在E处的受力FE和F′E互为作用与反作用。 画受力图(4) 对于CD杆，D、C二处的受力，可以，所以根据CE和DE杆在C、D二处的受力以及作用与反作用原理确