静力01章-受力分析.pptVIP

1 * §1–1 静力学的基本概念 §1–2 静力学公理 §1–3 约束与约束反力 §1–4 物体的受力分析与受力图 第一章 静力学公理与物体的受力分析 4. 力的单位： 国际单位：牛顿(N) 一、力(Force) 1．定义： ①力是物体与物体之间的相互作用； 2. 力的效应： ①运动效应(外效应)。 3. 力的三要素(决定效应)：大小，方向，作用点（矢量） A F §1-1 静力学基本概念 ②力是物体运动状态改变的原因。 ②变形效应(内效应)。 四、力系(Force system) 物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。 二、刚体(Rigid body) 在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 三、平衡(Equilibrium) 六、平衡力系(Equilibrium force system) 五、平衡条件(Equilibrium condition) 作用在物体上的一群力。 物体处于平衡状态时，作用在物体上的力系必需满足的条件。 物体平衡时力系。 公理(axiom)：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论。 公理1 二力平衡公理 作用于同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是这两个力： 大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线 §1-2 静力学基本公理 二力构件：只在两个力作用下平衡的刚体。 受力特点：两个力必沿作用点的连线！！ A B C C B F 不计质量 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。 推论1：力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应。 因此，对刚体来说，只要大小，方向，作用线相同，拉力与压力的作用效果相同。 公理2 加减平衡力系公理 刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。(在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系) 公理3 力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示。 推论2：三力平衡汇交定理 公理4 作用力和反作用力定律 两物体间的作用力，总是大小相等、作用线相同而指向相反， 分别作用在这两个物体上。 [证] ∵ 为平衡力系， ∴ 也为平衡力系。 又∵ 二力平衡必等值、反向、共线， ∴ 三力 必汇交，且共面。 [例] 吊灯 约束反力(Reaction)：约束给被约束物体的力(被动力)。 §1-3 约束与约束反力 一、概念 自由体(Free body)：位移不受限制的物体。 非自由体(Constrained body) ：位移受到某些限制的物体。 约束(Constraint)：对非自由体的某些位移施加的限制条件。 ①大小常常是未知的, 必须在约束解除后才能表现出来； ②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反； ③作用点在物体与约束相接触的那一点。 约束反力特点： G N1 G N2 柔体只能受拉，因此它们对物体的约束反力，作用在接触点，方向沿绳索背离物体。 二、常见约束类型及其约束反力方向的确定 1、柔体约束(绳索、链条或皮带) P P T S1 S1 S2 S2 约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体。 2、光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计) P P N P P P P N 3、固定铰链约束 约束特点：限制物体在平面内的移动。 约束反力特点：提供在平面内两个互相垂直方向的反力。 4、滚动铰链支座（辊轴支座） 约束特点：限制物体在平面内垂直方向的移动。 约束反力特点：提供在平面内垂直方向的反力。 Y A XA YA A 5、连接铰约束 约束反力特点： 只须画一对正交的分力即可 一、受力图 将所研究的物体(研究对象)从周围物体的约束中分离出来,单独画出这个物体的轮廓图形，并将它所受到的主动力和约束反力全部画在图形上，这样得到的图