理论力学第1章 静力学的基本概念.pptVIP

北京邮电大学自动化学院 第1章 静力学的基本概念 第一节 静力学的几个基本概念 概念1：力 力的三要素？ 集中力和分布力？ 概念2：刚体 概念3：平衡 第二节 静力学公理及推论 公理一：两力平衡公理 原理二：加减平衡力系原理 原理三：作用力和反作用力公理 推论一：力的可传性 推论二：三力平衡定理 第三节 工程中常见约束 自由体与非自由体 约束与约束力 柔索 光滑接触面 光滑圆柱铰链 光滑球铰链 滚动支座 固定铰链支座 颈向轴承和止推轴承 固定端约束 二力杆 第四节 分离体和受力图 例题一 例题二 例题三 例题三 课堂练习1 课堂练习2 课堂练习3 如图所示结构，画BC 、AC及整体的受力图。 如图所示结构，画AC、BC的受力图。 题目： 压路机的碾子，受石块A 阻挡而静止不动，拉力F，碾子重P，不计摩擦，试画碾子的受力图。 解： １. 取碾子为研究对象，并画隔离体图；２. 画主动力：P，F ；３. 画约束反力：A，B 两处均为光滑接触，故约束反力FA ，FB 均沿A，B 两接触处公法线如图所示。 动画\理力\力的概念1.swf 动画\理力\力的概念2.swf 动画\理力\力的概念3.swf 动画\理力\刚体的概念.swf 动画\理力\公理1-1.swf 动画\理力\公理1-2.swf 动画\理力\加减力系平衡原理.swf 动画\理力\作用力与反作用力.swf 动画\理力\力的可传性.swf 动画\理力\三力平衡.swf 动画\理力\柔索1.swf 动画\理力\柔索2.swf 动画\理力\光滑接触面.swf 动画\理力\光滑圆柱铰链1.swf 动画\理力\光滑圆柱铰链2.swf 动画\理力\滚动支座.swf 动画\理力\固定铰链支座.swf 动画\理力\轴承1.swf 动画\理力\轴承2.swf * 第 1 章 静力学的基本概念与物体受力分析 北京邮电大学自动化学院 静力学的主要研究内容： 1、力系的简化 2、刚体和物系的平衡 掌握概念是学习的关键！ 擒贼先擒王，以点带面！ 受力图是重点！ 力是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态或者形态发生变化。 例如：力可以使汽车运动（外效应，理论力学），也可以使球、梁发生变形（内效应，材料力学）。 在力的作用下不会变形的物体。 或者说是指在力的作用下，物体内任意两点间距离都不会改变的物体。 （如图刚体上任意线段AB=常量）。 在静力学中，可以把物体处于“平衡”理解为物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动。 作用于同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要且充分条件是：这两个力的大小相等、方向相反、沿同一直线。即：FA=FB（简称这两个力等值、反向、共线。 注：此公理是对“刚体”而言。 可以在作用于刚体的力系中添加或减去任意平衡力系，而不改变原力系对刚体的作用。 如图所示：在原力系上加上或者去掉一对平衡力： 　　　　 并不改变原力系对刚体的作用。 当甲物体对乙物体有作用力的同时，甲物体也受到来自乙物体的反作用力，作用力与反作用力大小相等,方向相反,沿同一直线。即：　　　　　　　 作用在刚体上的力,可沿其作用线在刚体内（或在刚体延拓部分) 任意移动,而不改变此力对刚体的作用。 如图所示。可见：　　作用在刚体上的力是滑动矢量，即力矢量可沿作用线移到任意点。 刚体受三力作用而处于平衡,若其中二力作用线相交于一点,则这三个力必位于同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点. （图1中的动画表示了该定理简单的证明过程。能说出用了哪些公理吗？） 自由体：在空间可作任意位移的物体 非自由体：在空间位移受到限制的物体 注意： 1：自由度的概念 2：维数（一维、二维、三维）的概念 约束： 限制非自由体位移的物体称为该非自由体的约束。约束力：约束作用于非自由体(被约束体)的力，称为约束力(也称为约束反力)。  静力学中的主要问题之一，就是要确定约束力的大小和方向。 约束特性：只能承受拉力，能阻碍物体沿绳索伸长方向的位移。约束力：方位沿绳索本身，指向背离物体，使物体受拉。 约束特性：只能阻碍物体沿着接触点公法线朝向约束的位移,而不能阻碍物体沿接触点切线方向的位移。约束力: 方向沿接触点的公法线而指向被约束物体。 约束结构：两个物体上钻同样大小的圆孔,并用圆柱销钉穿入圆孔,将两个物体连接起来. 约束特性：不能阻碍绕销钉轴线相对转动，可以阻碍沿半径方向（垂直于轴线的任何方向）的任何位移。 约束力：在垂直于销钉轴线的平面内并通过圆心，但方位和指向不能确定。一般画受力图时用F，θ表示，或者用两个正交分力Fx,Fy表示，如图所示。 注意：在画受力图时，一般将两物体分开并将销钉与其中的一个物体相连。 约束结构