理论力学—静力学的基本概念和公理3.pptVIP

刚体和力的概念 静力学引言 静力学引言 力的概念 力的概念 静力学引言 力的概念 1.1 静力学公理 1.1.2 二力平衡公理 1.1.3 公理3 加减平衡力系公理 1.1.4 推论1 力的可传性原理 1.1.5 推论2 三力平衡汇交定理 1.1.6 公理4 作用与反作用公理 1.1.7 公理五 刚化原理 1.2 约束和约束反力 1.2 约束反力的确定 1.2.1 由柔软的绳索、链条或胶带等构成的约束 1.2.2 具有光滑接触表面的约束 1.2.3 光滑铰链约束 1.2.4 光滑铰链约束 圆柱铰链和固定铰链支座 固定铰链支座 1.2.5 其它约束 (2) 球铰链 (3) 止推轴承 1.3 物体的受力分析和受力图 受力分析的步骤 例1 例2 例3 如图所示结构，画AD、BC的受力图。 由水平杆AB和斜杆BC构成的管道支架如图所示。在AB杆上放一重为P的管道， A 、B、C处都是铰链连接，不计各杆的自重，各接触面都是光滑的。试分别画出管道O、水平杆AB、斜杆BC及整体的受力图。 A C B D O P 例5 解:(1)取管道O为研究对象. O (2)取斜杆BC为研究对象. C B RC RB A C B D O P A B D ND′ RB′ XA YA (4)取整体为研究对象. A C B D O P RC XA YA (3)取水平杆AB为研究对象. A C B D O P 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E 例6 Q A O B C D E Q A O B C D E [例7] 画出下列各构件的受力图 说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。 例9 销钉问题。试分别画出AB、BC杆、销钉C、AC杆连同销钉C、整体的受力图。 解： A C FA FCA B C FB FCB C F FCA’ FCB’ A C F FCB’ FA （AC杆含销C） A B C F FB FA （AC杆不含销C） （销钉C） （BC杆不含销C） F A C B F C A FAx FAy FED FCx FCy FDE D E FB B C FCx FCy D E D E FED FDE 例10 练习1 画出下列各构件的受力图 练习2 画出AB杆的受力图 (b) C B A D (a) A B C D 静力学 　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。 刚体的概念 　所谓刚体是指这样的物体，在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。 静力学研究物体在力系作用下的平衡规律。 平衡——物体的运动状态不变。它包括静止和匀速直线运动。 力系——作用于物体上的若干个力。分类： 按力的作用线分布：平面力系和空间力系； 按力的作用线关系：汇交力系、平行力系和任意力系。 　若两力系对同一物体作用效果相同—等效力系； 　把一个力系用与之等效的另一个力系代替—力系的等效替换。 　一个复杂力系用一个简单力系等效替换的过程—力系的简化。 　若一个力系可用一个力等效替换，则该力叫合力；力系中的各力叫分力。 　若作用于物体上的力系使物体保持平衡，则该力系称为平衡力系。此时力系所满足的条件称平衡条件。 　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。 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。 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； 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。 　　1、力的大小。表示物体间相互机械作用的强弱程度。单位：牛顿(N)或千牛顿(kN)。 　　2、力的方向。表示力的作用线在空间的方位和指向。 　　3、力的作用点。表示力的作用位置。 　　以上称为力的三要素。 决定力的作用效果的因素 静力学研究三个问题 （1）物体的受力分析； （2）力系的等效替换； （3）建立各种力系的平衡条件。 　　力可以用一个矢量表示。如图所示，矢量的模按一定的比例尺表示力的大小；矢量的方位和指向表示力的方向；矢量的起点(或终点)表示力的作用点。 力的矢量表示 A B F 1.1.1 公理1 力的平行四边形规则 　　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。或者说，合力矢等于这两个力矢的几何和，即 A 它是力系简化的基础。 F1 FR F2 作用于