[理学]第一章 静力学基本概念与受力分析.ppt

画受力图应注意的问题 　　确定物体受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向，这种分析过程称为物体的受力分析。 作用在物体上的力可分为两类： 一类是主动力，例如：重力、风力、气体压力等。 另一类是约束力，即被动力。 　　为了清晰地表示物体的受力情况，把需要研究的物体从周围的物体中分离出来，单独画出它的简图，这个步骤叫做取研究对象或取分离体。 　　把施力物体对研究对象的作用力全部画出来，这种表示物体受力的简明图形，称为受力图。 二、物体的受力分析 例1：用力F 拉动碾子以压平路面，重为P 的碾子受到一石块的阻碍，如图。不计摩擦。试画出碾子的受力图。 解：（1）取碾子为研究对象（即取分离体），并单独画出其简图。 （2）画主动力。 （3）画约束力。 P F FNA FNB FNA，FNB。 重力P，拉力F。 例2: 重W的球O置于墙和板AB间，BC为绳索。画球O及板AB的受力图。 例：屋架如图所示。A处为固定铰链支座，B处为滚动 支座。已知屋架自重P，在屋架的AC边上承受了垂直于它 的均匀分布的风力q（N/m）。试画出屋架的受力图。 FAy FNB FAx 例：多跨梁ABC由ADB、BC两个简单的梁组合而成，受集中力F及均布载荷q 作用，试画出整体及梁ADB、BC段的受力图。 例：如图所示，水平梁AB用斜杆CD支撑，A，C，D三处均为光滑铰链连接。均质梁重P1，其上放置一重为P2的电动机。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB（包括电动机）的受力图。 * 理论力学 * 静 力 学 　 将作用在物体上的一个力系用另一个与它等效的力系来代替，称为力系的等效替换。 引 言 静力学： 研究物体在力系作用下的平衡规律的科学。 在静力学中，我们将研究以下三个问题： 1．物体的受力分析 分析物体共受几个力，以及每个力的作用位置和方向。 2．力系的等效与简化 　　如果用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，则称为力系的简化。 3．建立各种力系的平衡条件 研究作用在物体上的各种力系所需满足的平衡条件。 理论力学 * 第一章 静力学基本概念与受力分析 第一章 静力学基本概念与受力分析 §1.2 静力学公理 §1.1 静力学基本概念 §1.3 约束与约束力·物体的受力分析 一、力与力系的概念： 物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。 1. 力 1.1 静力学基本概念 力对物体的作用效应： 实践表明，力对物体的作用效应取决于三个要素： (1) 力的大小；（2）力的方向；（3）力的作用点。 内效应（变形效应）和外效应（运动效应）。 力是矢量，我们用黑斜体字母F 表示力矢量，而用普通斜体字母F 表示力的大小。 手写力矢量： 在国际单位制中，力的单位是牛(N)或千牛(kN)。 可用有向线段表示力矢量 分布荷载集度q 分布力 集中力 作用在物体上的一群力,称为力系。 2. 力系 等效力系: 合力: 如果两个力系分别作用于物体时所产生的外效应相同，则称这两个力系是等效力系。 若一个力与某力系等效，则称此力为该力系的 合力。 　 将作用在物体上的一个力系用另一个与它 等效的力系来代替，称为力系的等效替换。 如果用一个简单力系等效地替换一个复杂力系，则称为力系的简化。 力系: 等效替换: 力系的简化: 物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。 平衡： 在力的作用下，其内部任意两点之间的距离 始终保持不变的物体。 刚体： 刚体是一个理想化的力学模型。 二、刚体的概念： 在静力学中把研究的物体都视为刚体，因此也称为刚体静力学。 三、平衡的概念： 平衡力系: 物体在力系作用下处于平衡，这个力系为平衡力系。 力系的平衡条件: 力系平衡时所满足的条件。 1.2 静力学公理 公理1 力的平行四边形法则 公理： 是人们在生活和生产实践中长期积累的经验总结，又经过实践反复检验，被确认是符合客观实际的最普遍、最一般的规律。 作用在物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。 合力矢等于这两个力矢的几何和，即 力的三角形法则 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：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。 公理2 二力平衡原理 A B 二力杆或二力构件: 只在两个力作用下处于平衡状态的杆或构件。 二力杆或二力构件的受力特点: 两个力必沿两作用点的连线，且大小相等，方向相反。 推论1 力的可传性 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。 =