机械基础 工程力学分册 教学课件 作者 曾德江 黄均平 主编 1第2单元 静力学基本概念及受力分析.pptVIP

机械基础—静力学基本概念及受力分析 案例导入 如图所示为一工件的夹紧机构，工件能否被夹紧直接关系到工件的加工精度，其工作过程为活塞杆D在压力油作用下，推动摆杆AOB绕O点转动， AOB杆的A端推动钳子钳子夹紧工件。 第2单元 静力学基本概念及受力分析 学习目标 学习重点和难点 2.1 静力学基本概念 静力学的任务：就是研究物体在力系的作用下处于平衡与利用平衡条件解决未知力的问题。 平衡:是指物体相对地球处于静止或匀速直线运动的状态。 2.1.1 刚体的概念 所谓刚体就是在力的作用下不变形的物体。 在静力学中所研究的物体只限于刚体，故又称刚体静力学。由若干个刚体组成的系统称为物体系统，简称物系。 2.1 静力学基本概念 2.1.2 力的概念 1.力的概念：力是物体间的相互机械作用。 力对物体的作用会产生两种效应： （1）外效应：指力使物体的运动状态发生改变。 （2）内效应：指力使物体使产生变形。 2.1 静力学基本概念 2、力的三要素及表示方法 （1）力的三要素：力的大小、方向和作用点。力是矢量 （2）力的表示方法 （3）力的单位为N（牛顿）或kN（千牛），通常用黑体字母（如F 表示）代表力矢，以字母 F 代表力的大小。 2.1 静力学基本概念 （4）按力与物体接触的面积可为：集中力、分布载荷 2.1 静力学基本概念 2.1.3 力系的概念 （1）力系是指作用于物体上的一群力。 （2）平衡力系：物体在力系的作用下处于平衡状态 ，这种力系成为平衡力系。 （3）力系的简化：将复杂的力系进行简化，而作用效应不变的过程称为力系的简化。 （4）等效力系：若两个力系对物体的作用效应相同，则称为此两个力系等效。 2.2 静力学基本公理 1.公理1 二力平衡公理 刚体受两个力作用而平衡，其必要与充分的条件是：两力等值、反向、共线。 2.2 静力学基本公理 本公理1只适用刚体。对于变形体，它只是平衡的必要条件，而不是充分条件。如图(a)所示的软绳受两个等值、反向、共线的拉力作用可以平衡，而如图(b)所示的软绳受两个等值、反向共线的压力作用就不能平衡。 2.2 静力学基本公理 二力杆：在两个力的作用下保持平衡的构件称为二力构件，因为工程上，大多数二力构件是杆件，所以常简称为二力杆。二力杆可以是直杆，也可以是曲杆。 二力杆的受力特点是：两个力的方向必在二力作用点的连线上。 2.2 静力学基本公理 2.公理2 加减平衡力系公理 在任意一个力系上，可随意加上或减去一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。 本公理成为力系简化的基本方法之一 。 推论1 力的可传性原理 作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。 2.2 静力学基本公理 ☆ 想一想 练一练 如果在车后加一水平力推车，与在车前施加一水平力拉车，其效果是否一样？如果小车是弹性体效果是否一样？ （请给出得出结论？） 2.2 静力学基本公理 3.公理3 力的平行四边形法则 作用于刚体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定。 2.2 静力学基本公理 力的三角形法则： 三角形的两个边分别表示两个分力，第三边表示合力，合力的作用点仍在汇交点。 2.2 静力学基本公理 推论2 三力平衡汇交定理 物体受三个力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇交于一点。 三个力矢量按首尾连接的顺序构成一封闭三角形。 2.2 静力学基本公理 公理4 作用与反作用定律 两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同，并分别作用于这两个物体上。 ☆ 想一想 练一练 二力平衡公理与作用与反作用定律的区别？ 2.2 静力学基本公理 案例分析 2.3 约束与约束力 2.3.1 约束与约束反力 （1）约束：一物体的空间位置受到周围物体的限制时，这种限制就称为约束。 （2）约束反力：约束限制物体运动的力称为约束反力或约束力。 2.3 约束与约束力 1）约束反力作用点：在约束与被约束物体的接触处 2）约束反力的方向：总是与该约束所限制的运动或运动趋势的方向相反。