工程力学第一章-LF.pptVIP

§1-2 平面汇交力系的合成 四、力偶的基本性质 五、平面力偶系的合成 §1-5 力的平移定理 §1-6 约束与约束力 自由体—— 可以在空间任意运动的物体 非自由体—— 运动受到某些限制的物体 一、约束的概念 1. 2. B A C 假设条件：不计摩擦 在不计摩擦的条件下，齿轮间的约束也属于光滑面约束。 首都机场候机楼顶棚拱架支座 活动铰链支座 活动铰链支座 固定铰链支座与可动铰链支座的应用 A B 5.固定端约束 如建筑物上的阳台以及以焊、铆接和用螺栓联接的结构：刀、夹具的锥柄以及车床主轴的锥孔配合等，这些约束均称为固定端约束。 * 第一章 静力学基础 工 程 力 学 * 第一部分 静 力 学 一、几个基本概念 1. 刚体 受力时任意两点之间的距离始终保持不变的物体。 即受力时不变形的物体。 刚体是理想模型。 能否作为刚体取决于所研究问题的性质。 理论力学研究刚体，材料力学研究变形体。 2. 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。 外效应 力的三要素 力的两种效应 内效应 运动状态的改变 形状的改变 ——大小、方向和作用点。 3. 力 力是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。 力系 力系是指作用于物体上的一群力，是力的集合。 合力与分力 如果一个力与一个力系等效，则这个力称为这个力 系的合力，而力系中的各力称为此合力的分力。 如果两个力系对同一物体的作用效果完全相同，则 称这两个力系为等效力系。 等效力系 如果物体在一力系作用下保持平衡，则称这个力系 为平衡力系。 平衡力系 二、静力学的主要任务 1. 物体的受力分析 ——理论力学的基础 ——工程设计的基础 2. 力系的平衡条件 分析物体共受几个力以及每个力的作用位置和方向。 研究物体平衡时，作用在物体上的各种力系所需满 足的条件。 §1-1 静力学公理 §1-2 平面汇交力学的合成运算 §1-3 力对点之矩 §1-4 力偶的概念及其运算法则 §1-5 力的平移定理 §1-6 约束与约束力 §1-4 受力图 第一章 静力学基础 公理1 二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。 说明： ① 对刚体，上面的条件是充分必要条件。但对变形体 只是必要条件，而非充分条件。　 被实践反复证实且为人们所公认的真理（相对真理）。 §1-1 静力学公理 ② 二力构件（二力杆） 二力杆 在工程上，将只受两力作用并处于平衡的物体称为 二力构件。 二力构件 因为在工程上，大多数二力构件是杆件，所以常简 称为二力杆。 可以为直杆，也可以为曲杆或折杆。 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 推论1 力的可传性原理 公理2 加减平衡力系公理 作用于刚体上的力，可沿其作用线移到同一刚体内 的任一点，而不改变它对刚体的作用。 ∴ 对刚体，力的三要素变为：大小、方向和作用线。 证明： A F B A F B F2 F1 A B F F? F F? F 刚 性 环 变 形 环 F? F F? F 因此，力的可传性原理只适用于刚体。 A 公理3 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成为一个合力。合力也作用于该点，合力的大小和方向，由以这两个力为边所构成的平行四边形的对角线确定。 F2 F1 a FR F1 F2 FR 实际在求合力的大小和方向时， 可通过作力三角形。 作用于刚体上相互平衡的三个力，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。 推论2 三力平衡汇交定理 F12 设F1、F2的作用线交于O点， 则将它们沿作用线移至O点。 证明: F3的作用线通过O点， 且F12与F1、 F2共面。 且F1、F2和F3共面。 由公理1：F12 = F1 + F2 由公理2可知：F3 与F12 平衡，必共线。 作用力与反作用力总是同时存在，两力大小相等、方向相反，沿着同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。 公理4 作用力和反作用力定律 即：等值、反向、共线、异体。 通常用F、F′表示作用力与反作用力关系。 哪几对力为作用力与反作用力？ 作用力与反作用力相互