1-课程概论与力基本知识.pptVIP

* 静力学引言 1.物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受哪些力， 每个力的作用位置和方向，并画出物体的受力图。 2.力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替 一个复杂力系。 3.建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件， 并应用这些条件解决静力学实际问题。 静力学研究内容 ----（1）物体的受力分析； （2）力系的等效替换（或简化）； （3）力系的平衡条件及其应用。 * 第一章 静力学公理和物体的受力分析 §1-1 静力学公理 §1-2 约束和约束力 §1-3 物体的受力分析和受力图 ·力学模型和力学简图 * §1-1 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则 公理2 二力平衡条件 公理3 加减平衡力系原理 公理4 作用与反作用定律 公理5 刚化原理 * §1-1 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则 作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点也在该点，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，如图所示。 亦可用力三角形求得合力矢。 合力(有大小与方向) (矢量的和) A F1 F2 FR 力的三角形法则 A F1 F2 A F1 F2 FR FR 思考：合力FR一定比分力大吗？ 答：不一定！ * §1-1 静力学公理 公理2 二力平衡条件 ——作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是： 两个力的大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。 二力等值、反向、共线！ 此公理揭示了最简单的力系平衡条件。 只在两力作用下平衡的刚体称为二力构件。 当构件为直杆时称为二力杆。 * §1-1 静力学公理 1.软绳受到等值、反向、共线的二力作用时的平衡？ 思考： 拉力时可以平衡。 ◆ 二力平衡公理的适用条件：刚体 压力时不能平衡。 * §1-1 静力学公理 2.刚体受到等值、反向的二力作用时的平衡？ 思考： ◆ 不能平衡！ 二力等值、反向、共线三个条件对于使刚体处于平衡缺一不可！ * §1-1 静力学公理 A B C F1 F2 F3 F4 A 思考： * § 1-1 静力学公理 公理 3 加减平衡力系原理 在已知力系上加或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 推理1 力的可传性原理——作用在刚体上某点的力， 可沿其作用线移动，而不改变它对刚体的作用。 ·此公理是研究力系等效的重要依据，由此公理可导出如下推理： 力对刚体的作用决定于：力的大小、方向和作用线。 在此，力是有固定作用线的滑动矢量。 * 力的可传性可以在生产实践中得到证实： 对于刚体力的三要素：大小、方向、作用线。 注意：力的可传性是指力沿其作用线从刚体上一点移到另一点， 而不是从一个刚体移到另外一个刚体。 F § 1-1 静力学公理 F A B C E F * §1-1 静力学公理 三力平衡汇交定理证明略，见教材7页。 推理2 三力平衡汇交定理 ——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，且第三个力 的作用线通过汇交点。 * 两物体间相互作用的一对力,总是大小相等,方向 相反,沿同一直线,并分别作用在这两个物体上。 § 1-1 静力学公理 公理 4 作用与反作用定律 P FN P P FN1 * § 1-1 静力学公理 思考：将平衡的绳索刚化为刚性杆，其平衡状态不变。 公理 5 刚化原理 变形体在已知力系作用下处于平衡，如将其刚化为刚体， 其平衡状态保持不变。 刚化后绳索无论受拉力 还是压力均可以平衡。 问：只适用于刚体的公理有哪些？ 二力平衡条件和加减平衡力系公理 * 一、关于约束的概念 §1-2 约束和约束力 非自由体——位移受到限制的物体称为非自由体。 1. 物体可分为两类——自由体和非自由体。 自由体——可以自由位移,不受任何其他物体的限制。 2. 约束 —— 限制非自由体运动的其他物体。 3.约束力 —— 约束施加于被约束物体上的力。 注意：约束力的方向总是与它所限制的位移方向相反， 主动力 —— 主动地引起物体运动或使物体有运动趋势的力。 约束力的大小是未知的。 P 约束 被约束 物体 P FN * 二、工程中常见的几种约束类型及其约束力的特性 §1-2 约束和约束力 具有光滑接触表面的约束 柔体约束（柔索） 光滑铰链约束 轴承约束 5. 固定端约束 * §1-2 约束和约束力 1