[工学]001静力学-受力分析.ppt

1 静力学要求 1．熟悉各种常见约束的性质，对简单的物体系统能熟练地取分离体，并画出受力图。 2．熟悉力、力矩和力偶的基本概念及其性质，能熟练地计算力在直角坐标轴上的投影和力对点的矩及力对轴之矩。 3．掌握平面力系的简化方法和简化结果，能熟练地计算平面力系的主矢和主矩。能熟练应用平面力系的平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题。能应用节点法和截面法计算简单桁架杆件的内力。 静力学要求 4．了解空间力系的简化结果，会应用空间力系的平衡条件和平衡方程求解简单的空间平衡问题。能计算简单几何形状物体（包括组合形体）的重心。 5．理解滑动摩擦的概念，了解摩擦角和自锁现象，能求解考虑滑动摩擦时单个物体和简单物体系统的平衡问题。了解滚动摩阻的概念。 Q A O B C D E Q A O B C D E [例3] 画出图示各构件的受力图。 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4] 尖点问题。 应去掉约束 应去掉约束 [例5] 画出图示各构件的受力图。 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。分析时要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，只有接触处才会有约束反力，约束反力的方向由约束类型而定，不要漏画力。 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，不要多画力。 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 思 考 题 1.图示中各物体的受力图是否有错误?如何改正? 图1.1 图1.2 图1.4 图1.3 图1.5 2.二力平衡条件与作用和反作用定律都是说二力等值、反向、共线，两者有什么区别? 3.凡两端用铰链连接的杆都是二力杆吗?凡不计自重的刚杆都是二力杆吗? 4.哪几条公理或推论只适合于刚体？ 5.若作用于刚体上的三个力共面且汇交于一点，则刚体一定平衡，对吗？ 6.若作用于刚体上的三个力共面，但不汇交于一点，则刚体一定不平衡，对吗？ * 目 录 第1章 静力学公理和物体的受力分析 第2章 基本力系 第3章 一般力系 一、静力学 是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。在静力学中所指的物体都是刚体。所谓刚体，是指在力的作用下，大小和形状都不变的物体。这是一个理想化的力学模型。 二、力 1．定义：力是物体间相互的机械作用，这种作用物体的机械运动状态发生变化。 2. 力的效应： ① 运动效应(外效应) ② 变形效应(内效应)。 引 言 3. 力的三要素：大小，方向，作用点。 4.力的单位：国际单位制： 牛顿(N)，千牛顿(kN) 三、力系 力系是指作用在物体上的一群力。 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。 四、平衡 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。 A F 在静力学中，我们将研究以下三个问题： 1. 物体的受力分析 2. 力系的等效替换（或简化） 3. 建立各种力系的平衡条件 目 录 1.1 静力学公理 1.2 约束和约束反力 1.3 物体的受力分析与受力图 §1.1 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 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等， | F1 | = | F2 | ； 方向相反 ， F1 = –F2 ；