工程力学课件(静力学基本概念与物体受力分析).pptVIP

例1-4 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1-5 尖点问题 应去掉约束 应去掉约束 例1-6 不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱的受力图与系统整体受力图。 解：CB 右拱 为二力构件，其受力图如图(b)所示 取左拱AC,其受力图如图(c)所示 系统整体受力图如图(d)所示 受力分析总结： ⑴ 明确研究对象，将研究对象从系统中隔离出来。 ⑵ 画出研究对象的主动力。 ⑶ 分析研究对象每一处的约束，根据约束的特征分析约束力。 ⑷ 应用公理、推论（二力构件二力共线、三力平衡汇交）确定某些约束力的方向。 ⑸ 物体互相接触，应用作用与反作用定律分析（画系统的受力图时，内力是平衡力系可去掉不画；系统、部分、单个刚体受力图的力的符号、方向要协调）。 画受力图应注意的问题 接触处必有力，力的方向由约束类型而定。 ⒉ 不要多画力 对于受力体所受的每一个力，都应能明确地 ⒈ 不要漏画力 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触 才有相互机械作用力，要分清研究对象（受 力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触， 指出它是哪一个施力体施加的。 要注意力是物体之间的相互机械作用。因此 不要把箭头方向画错。 ⒊ 不要画错力的方向 ⒋ 受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。 约束力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不 能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析 两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力 的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反， ⒎ 正确判断二力构件。 内力，就成为新研究对象的外力。 部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 ⒌ 受力图上只画外力，不画内力。 ⒍ 同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有 可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局 作业：1-1，1-2，1-3，1-4，1-5 §1-2 静力学公理 公理1 二力平衡公理 作用在刚体上的两个力，平衡的充分与必要条件：两个力的大小相等、方向相反、作用在一直线上。 1. 对于变形体，以上为必要而非充分条件。 公理：人类经过长期生产实践和经验得到的且被实践反复验证的正确结论，是静力学的理论基础。 2. 二力构件 在二力作用下平衡的构件。 二力必等值反向 由二力平衡的必要条件等值反向证明 二力构件是否一定是直杆? 二力作用线必沿二力作用点的连线 由二力平衡的必要条件共线证明 在已知力系上加减任意平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。 公理2 加减平衡力系公理 力系等效 1. 简化力系 将已知力系中的平衡力系去掉，不会改变刚体的运动效应。 力系简化 2. 力的可传性原理 力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用线 力沿其作用线可平移至刚体上任意点而不会改变刚体的运动效应。 力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点 刚体 加平衡力 减平衡力 作用于物体某一点上两个力的合力，作用于同一点，其大小和方向由这两个力所构成的平行四边形的对角线表示。 公理3 力的平行四边形法则 该公理是力的合成 和分解的理论基础 1. 力的三角形法则 作用于物体某一点上两个力的合力，作用于同一点，两个力首尾依次相连，合力的大小和方向由第一个力的始点到第二个力的终点表示。 力合成矢量表达式 2. 三力平衡汇交 刚体受三个力作用而处于平衡，若其中两个力作用线汇交于一点，则另一个力的作用线必汇交于同一点，且三个力的作用线共面。 公理4 作用力和反作用力定律 两物体间互相作用的力总是同时存在，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 公理5 刚化原理 公理5告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论来求解问题。 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变。 §1-3 约束和约束力 约束 主动力 约束对被约束物体的作用力，方向与阻碍的物体运动方向相反。 对物体运动构成限制的物体称为被限制物体的约束。 使物体运动或有运动趋势的力。 约束力 一、柔索 2. 约束力特点 1. 约束性质 约束只能承受拉力，不能承受压力和抵抗弯曲。 约束力F 作用于柔索和物体的连接处，方向沿柔索背离被约束物体。 二、光滑支承面 1. 约束性质 限制物体沿接触面公法线指向约束方向的位移。 约束力F 沿接触面公法线指向物体。 2. 约束力特点 三、光滑圆柱铰链 1. 约束性质 两物体