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二、约束的基本类型及其约束力 1、柔性体约束 由绳索、链条、胶带等不可伸长的柔性连接物体构成的约束。 3、光滑铰链约束 特点:只限制物体的移动，而不限制物体的转动。 * * 第一章 静力学基础 本章内容: 1 静力学的基本概念 2 静力学公理 3 约束与约束力 4 物体的受力分析 静力学主要研究物体在力作用下的平衡规律。 第一节 静力学的基本概念 力——力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体 运动状态发生改变和使物体产生变形。 一、力的概念 力的效应 外效应—改变物体运动状态的效应 内效应—引起物体变形的效应 确定力的必要因素 力的三要素: 大小 方向 作用点 力的表示： 刚体——是指在任何力的作用下都不发生变形的物体 力是一定位矢量，可用一带箭头的有向线段来表示 二、刚体的概念 力的单位: 在国际单位制中，力的单位是牛顿(N) 平衡——是指物体相对地面处于静止或作匀速直线运动。 三、平衡的概念 F 四、力系的概念： 合力——能与一个力系等效的一个力。 力系——是指作用于物体上的一群力。 分力——一个力等效于一个力系，则力系中的各力 为该合力的分力。 平衡力系——使物体处于平衡状态的力系。 等效力系——对物体的作用效果相同的两个力系。 平面力系 空间力系 平面汇交力系 平面力偶系 平面平行力系 平面一般力系 空间汇交力系 空间力偶系 空间平行力系 空间一般力系 力系的分类 静力学的主要内容： 1、物体的受力分析： 分析物体受哪些力，每个力的作用位置和方向， 并画出物体的受力图。 2、力系的简化： 用一个简单力系等效代替一个复杂力系。 3、求解平衡问题： 建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决 工程实际问题 。 第二节 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，由这两个力为邻边构成的平行四边形的对角线确定。 合力(合力的大小与方向) (矢量和) 亦可用力三角形求得合力矢。 公理2 二力平衡公理 作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要且充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上。 使刚体平衡的充分必要条件: 二力构件——受两个力作用而处于平衡状态的构件。 最简单力系的平衡条件 二力杆 ——受两力作用且平衡的杆件。 公理3 加减平衡力系公理 在已知力系上加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 推论1 力的可传性原理 作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。 作用于刚体上某点的力，可沿其作用线移到刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。 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。 公理4 作用和反作用定律 作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，两力等值、反向、共线，分别作用在相互作用的两个物体上。 在画物体受力图时要注意此公理的应用。 注意点： 1、作用力与反作用力是作用在相互作用的两个物体上。 2、平衡的情况则是作用在同一个刚体上。 公理5 刚化原理 柔性体（受拉力平衡） 刚化为刚体（仍平衡） 反之不一定成立，如： 刚体（受压平衡） 柔体（受压不性能平衡） 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。 自由体 非自由体 —— 位移不受限制的物体。 ——受到位移某些限制的物体。 一、 基本概念 第三节 约束和约束反力 约束 约束力 主动力 ——约束作用在被约束体上限制其位移的力。 ——对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。 ——使物体产生运动或产生运动趋势的力。 如重力、风力、等载荷 约束力 大小——待定 方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反 作用点——接触处 被动力 ——由主动力引起并随其变化的力。如约束力 反力特征: 方向： 沿柔索轴线背离物体（受拉） 作用点： 连接点或假想截断处 只限制物体沿柔索伸长方向的运动 约束特征： 单面约束：凡只能限制物体沿某一方向位移而不能限制 物体沿相反方向位移的约束称为单面约束，否则 就称为双面约束。柔性体约束属于单面约束。 A FN FN FN 2、光滑面约束 光滑面约束实例 约束特征： 只限制物体沿公法线趋向于支承面方向的运动 反力特征： 方向： 沿接触处的公法线指