工程力学第一章静力学引言.pptVIP

力是物体之间相互的机械作用，这种作用的效果是使物体的运动状态发生变化，同时使物体的形状发生改变。 另：考虑到左拱 三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱 的受力图，如图（e）所示 此时整体受力图如图（f）所示 讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？ 如图 （g） （h） （i） * 静力学引言 静力学： 研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学． 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）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、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系． 3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 ． 静力学所研究的基本问题： 　力系的简化； 　力系的平衡条件及其应用。 一、静力学研究内容 2.力：物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变． 力的三要素：大小、方向、作用点.力是矢量． 刚体是一个理想化的力学模型。 　由于静力学研究的力学模型是刚体和刚体系统，故静力学又称刚体静力学。 1.刚体：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体. 二、基本概念 3.力系：一群力.可分为：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系． 4.平衡：物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动． 力使物体形状发生改变的效应称为力的内效应或变形效应； 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应或运动效应(移动和转动)。 第一章 静力学公理和物体的受力分析 §1-1 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，由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定，如图所示。 它是力系简化的基础。 公理2 二力平衡条件 使刚体平衡的充分必要条件 亦可用力三角形求得合力矢 合力(合力的大小与方向) (矢量的和) 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。 　此公理提供了一种最简单的平衡力系。对于刚体此条件是充要条件，但对变形体只是必要条件而不是充分条件。 公理3 加减平衡力系原理 推理1 力的可传性 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． 在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变厡力系对刚体的作用。 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。 推理2 三力平衡汇交定理 平衡时 必与 共线则三力必汇交O 点，且共面． 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。 说明不平行三力平衡的必要条件，即：三力平衡必汇交，三力汇交不一定平衡。 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，等值、反向、共线，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． 它是受力分析必需遵循的原则。 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，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的． 刚体（受压平衡） 柔性体（受压不能平衡） 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。 它建立了刚体力学与变形体力学的联系。 3.约束— —对非自由体的位移起限制作用的物体. 4.约束力 — —约束对非自由体的作用力． 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 §1-2 约束和约束力 　1.自由体——位移不受限制的物体。 　2.非自由体——位移受到限制而不能作任意运动的物体。 　除约束力外，非自由体上所受到的所有促使物体运动或有运动趋的力，称为主动力。 　约束力是由主动力引起的，故它是一种被动力。 一、基本概念 光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 表示． 二、工程中常见的约束 1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束） 2、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束 柔