第一章：静力学基本概念和物体的受力分析.ppt

Q A O B C D E P Ⅱ Ⅰ B C A D K θ E 图示的各杆与轮自重不计，物块重P。按以下三种情况画受力图。 例1-6 见后续 分别画出各杆与各滑轮、销钉B的受力图。 D B B A C SDB SBD XC YC XB FA 例1-6（1a） P Ⅱ Ⅰ B C A D K θ E SDB SBD XC YC XB YB FA YB SDB SBD XC YC XB FA YB 见后续 DB A C B 分别画出各杆与各滑轮、销钉B 的受力图。 例1-6（1b） SDB’ XE YE XC’ YC’ SK Ⅱ F1 FB F2 SDB’ XE YE XC’ YC’ SK F1 FB F2 SDB’ XE YE XC’ YC’ SK F1 FB F2 E C D K P Ⅱ Ⅰ B C A D K θ E 见后续 静力学基础 第一章：静力学基础 静力学基础 余 辉 yuh@czu.cn 力的单位（国际单位制）： 牛顿(N) 千牛顿(kN) §1.1 静力学的基本概念 一、力的概念 1．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可 以改变物体的运动状态或使物体产生变形。 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 A F 4.力的矢量表示。 0 5N A B F=20N 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。 刚体:就是在力的作用下，大小和 形状都不变的物体。 A F 力系：是指作用在物体上的一群力。 力偶系：是指作用在物体上的一群力偶。 等效力系：对同一刚体作用效应相同的两力系，彼此成为等效 力系。 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 合力：若一个力与一个力系等效，则称此力为该力系的合力。 零力系：是指不包含任何力的力系，零力系与平衡力系等效。 二.其它相关概念 三.静力学的任务 1、物体的受力分析。 2、力系的简化。 3、平衡条件的探讨及其应用。 ☆ 公理一 二力平衡公理 作用在 刚 体 上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是：这两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上即 F1 = - F2 F1 F2 F1 F2 F1 F2 §1.2 静力学公理 ☆ 公理二 力的平行四边形法则 作用在 物体 上的同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力作用点也是该点，合力的大小和方向，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。 FR = F1 + F2 (R = F1 + F2 ) F1 F2 FR F1 F2 F1 F2 FR FR 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，不改变原力系对刚体的作用。（效应不变） ☆ 推论1 力的可传性原理 作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 ☆ 公理三 加减平衡力系公理 作用于刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力的作用线汇交于一点， 则此三力必在同一平面内，且第三力的作用线通过汇交点。 ☆ 推论2 三力平衡汇交定理 ☆ 公理四 作用与反作用公理 作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的 物体 上。 注意：1、本公理与二力平衡公理的区别！ 2、内力VS外力！ P P T T’ T ☆ 公理五 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变 形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要而非充分 条件。 约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力。 §1.3 约束与约束反力 一、相关概念 自 由 体：位移不受限制的物体叫自由体。 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约 束：对非自由体的某些位移预先施加 的限制条件称约束。 ①大小常常是未知的； G G N1 N2 ②方向总是与约束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。 沿接触点的公法线,压力(指向物体内部)。 沿绳索,拉力(指向物体外部)。 阻止A、B两点沿公法线方向相互趋近。 阻止A点沿绳索方向脱离绳索。 光滑接触 绳索(包 括链条, 皮带,胶 带,链条 等) 对约束力的说明 约束力 能阻止的运动 约束名称及图例 二、常见约束及其可能提供的约束反力 对约束力的说明 约束力 能阻止的运动 约束名称及图例 通过铰中心，垂直于铰轴,方向不定，常用两分量表示。 阻止与铰中心重合