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静力学基础1静 力 学1、研究对象 -------- 静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。2、研究内容 ------（1）力系的简化；（2）力系的平衡。1 静力学基础1(1) 内 容 提 要1.静力学中的基本概念2. 静力学公理3. 约束和约束力2 静力学基础11-1. 静力学中的基本概念一、力的概念1、力的定 义力是物体相互间的机械作用。运动效应（外效应）：使物体的运动状态改变。（理论力学）变形效应（内效应）：使物体发生变形。 （材料力学）3 静力学基础12、力的三要素：大小、方向、作用点可用矢量表示力。力的图示※采用有向线段表示※用黑体字母表示矢量※遵循矢量的运算法则FP黑体字母——力矢。（F）力的单位：N，kN普通字母——力的大小（F）4 静力学基础13、等效力系力系：作用在物体上的若干个力的总称。等效力系：如果作用于物体上的一个力系可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体的外效应，则这两个力系称为等效力系。F1P1力系（F ，F ，F ）与12m力系（P ，P ，P ）等效F2 = P212nFmPn合力：如果一个力F 与一个力系（F ， F ， …，F ）等R12n效，则力F 称为力系的合力，而力系中的各力称为合力FRR的分力。5 静力学基础1二、刚体的概念刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小都不发生改变，即受力后任意两点之间距离不变的物体。对刚体而言力只产生运动效应。1）理想化的力学模型。2）不应把刚体的概念绝对化。6 静力学基础1F′刚体F ′7 静力学基础1F′变形体F ′8 静力学基础1刚体变形体研究塔机不致倾倒，确定所需配重对于塔机和组成塔机的每一根杆件9 静力学基础1三、平衡的概念平衡是指物体在力作用下相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动的状态。平衡力系：作用在物体上正好使之保持平衡的力系。F1平衡条件！FnF2若（F ，F ，F ）使物体平衡，则称为平衡力系。12n10 静力学基础11-2 . 静力学公理一、二力平衡公理作用在同一刚体二个力，使刚体平衡的充分、必要条件：此二力等值、反向、共线。F1变形体？BAF211 静力学基础1二力构件（二力体）：只受二力作用而平衡的构件或杆件。受力特点：所受两力 必沿两力作用点连线。F1F2CDFAABFB12 静力学基础1二. 加、减平衡力系公理在作用于刚体上的任一力系中，加上或减去一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。力在刚体上的的可传性作用在刚体上的力可沿其作用线移动，而不改变该力对刚体的作用效应。13 静力学基础1F1F1BBBFF=F=2AAAF = - F = F12适于同一个刚体14 静力学基础1力对刚体的作用决定于：力的大小、方向和作用线（力是滑动矢量）。注意：1、力的可传性只适用于刚体，而不适用于变形体。15 静力学基础12、力的可传性只能沿力的作用线移到刚体内的任意点，而不能移到别的刚体上。?16 静力学基础1三、力的平行四边形法则作用于物体上同一点的两个力可以合成为作用于该点的一个合力，它的大小和方向，由这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。F = F +FR12BF1FRCBF1AF2CF2DFRA17 静力学基础1BF1FCRFRCAAF1F2F2DD逆过程也成立。一般正交分解。F1FRF218 静力学基础1三力平衡汇交定理 （ P27）刚体受不平行的三力作用而平衡时，此三力作用线必共面且汇交于一点。FR12F2F1F2F1ABo=oCCF3F3力的可传性证：F ，F ，F 是不平行的三个相互平衡的力123平形四边形法则得合力FR12将力F ，F 移到其汇交点o12两力平衡定理力 F 应与F 平衡F 与 F 共线3R123R1219 静力学基础1四. 作用与反作用定律两物体间相互作用的力，总是等值、反向、共线，并分别作用在这两个物体上。GGFNFN1（ F ，F ）是作用力与反作用力。NN1（ G，F ）是一对平衡力。N120 静力学基础1五. 刚化原理变形体在已知力系作用下处于平衡，如果设想将此变形体刚化为刚体，则其平衡状态不变。21 静力学基础1思考题：1.区分异同力 与力 等效大小相同方向相同作用线相同大小相同方向相同大小相同22 静力学基础1思考题：2.只适用于刚体的公理或定理有哪些？二力平衡公理、加减平衡力系公理力的可传性、三力平衡汇交定理3.二力构件的定义？与形状有关吗？23 静力学基础11-3 约束和约束力一、关于约束的 概念1. 自由体与非自由体自由体：能在空间中自由运动的物体。（飞机、鸟）非自由体：因受到周围物体的限制，不能沿某些方向运动的物体。 （如灯绳、合页轴、列车）24 静力学基础12. 约束和约束力（1）约束：阻碍物体运动的限制物。（2）约束力：约束作用于被约束物体上力。方向：与所