[物理]第一章 静力学基础及物体的受力分析.ppt

第一章 静力学基础及 物体的受力分析 一、力在坐标轴上的投影 力F在平面直角坐标轴上的投影定义为：过力F两端向坐标轴引垂线得垂足a,b 和a/,b/。线段ab和a/b/冠以相应的正号或负号，称为力F在x轴上的投影和力F在y轴上的投影，用Fx,Fy表示。投影的符号规定为：由起点a到终点b连线（或a/由b/到）的指向与坐标轴正向相同时为正，反之为负。 力在坐标轴上的投影 公理1 力的平行四边形法则 力的三角形法则 内容—在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉一个平衡力系，本不改变原力系对刚体的作用效果。 推论1—力的可传性原理 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效果。 公理四 作用与反作用定律 作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一直线且分别作用在两个相互作用的物体上。 1.理解力矩和力偶的概念 2.会熟练 计算力对点之矩 3.掌握合力矩定理 4.牢固掌握力偶的性质 5.平面力偶系合成的方法及平衡条件 6、掌握力的平移定理； 7、了解平面任意力系简化的方法； 8、掌握平面任意力系简化的结果； 9、牢固掌握平面任意力系平衡方程 第一节 力矩的概念及合力矩定理 第二节 力偶及其基本性质  第四节 物体的受力分析与受力图 例1 例2 例3 如图所示结构，画AD、BC的受力图。 力矩是力使物体绕某点转动效应的度量 力偶矩是力偶使物体转动效应的度量 二者相同点： 单位统一,符号规定统一 二者主要区别： 力矩随矩心位置的不同而变化。 力偶使物体转动的效果与所选矩心的位置无关,它完全由力 偶矩这个代数量唯一确定。 力偶矩完全可以描述一个力偶，而力对点的矩却不能完全描述一个力。 三、力矩与力偶的比较 重 点 1、约束及约束反力的概念 2、常见的几种约束反力的画法。 难 点 约束反力画法的灵活应用 第三节 约束与约束反力的概念 一、约束和约束反力的概念 自由体（如：空中漂浮物） 工程中的物体 非自由体（如：基础、墙。梁等） 约束—限制(阻碍)非自由体运动（运动趋势） 的物体 称为约束物体，简称约束 约束反力——约束施加在被约束体上的力： 是被动力，大小取决于作用于物体的主动力。 作用位置在约束与被约束物体的接触面上。 方向与约束所能限制的物体运动方向相反。 W FT 被约束体 上的力 使被约束体运动(运动趋势)的力—主动力（自重或 传递的荷载） 限制被约束体运动的力—约束反力 二、常见约束类型及其约束反力的画法 1、柔体约束 1）柔体约束—由柔软的不计自重的物体（绳索、传动带、 链条）构成的约束。 2）约束功能（特点）：只限制物体沿着柔体受拉方向的位移。 3）约束反力的方向：柔体的约束力通过接触点，沿物体而 背离物体。 2、光滑面约束 1）光滑面约束—当两个物体在接触处的摩擦力很小而略去不计 时，就构成了光滑接触面约束 。 2）约束功能：只能限制被约束物体沿接触点公法且指向 接触面方向的运动 3）约束力的方向：作用于接触点，沿接触面的公法线指向物体。 光滑面约束反力体现为对被约束体所施加的压力，压 力的方向沿接触面的公法线方向（也叫接触面的法向压力） 用FN或N表示. W 0 G 光滑约束（接触面法向压力） G1 G2 3、光滑铰链约束 1）概念：光滑铰链约束简称铰链，门窗用的合页便是铰链的实 例。圆柱铰链是由一个圆柱形销钉插入两个物体的圆孔中构成，且 认为销钉与圆孔的表面都是光滑的。 当圆柱形铰链的约束反力方向无法确定时，用其正交分量FCX、FCY表示，当圆柱形铰链连接的是二力杆时，其反力方向是可以确定的，如链杆约束。 Fy Fx 3、光滑铰链约束 2）特性：销钉不能限制物体绕销钉的相对转动(角位移)，只能限制物体在垂直于销钉轴线的平面内沿任意方向的相对移动(线位移)。当物体相对于另一物体有运动趋势时，销钉与孔壁便在某处接触，且接触处是光滑的，由光滑面约束反力可知，销钉反力沿接触点与销钉中心的连线作用，但由于接触点随主动力而变，所以，约束反力方向未定。 3）约束反力的方向：圆柱铰链