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河海大学工程力学力学基本知识第1页/共111页第2页/共111页第2章力学基本知识2.1　力与力系2.2　静力学基本公理2.3　力的投影与力沿坐标轴的分力2.4　力矩2.5　力偶2.6　约束和约束反力2.7　物体的受力分析和受力图2.8　结构的计算简图 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第3页/共111页第2章　力学基本知识 2.1　力与力系静力学是研究物体在力系作用下的平衡条件的科学。　平衡，是指物体相对于惯性参考系保持静止或匀速直线运动。在绝大多数工程问题中，将地球近似为惯性参考系。　力，是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化和使物体产生变形。力系，是指作用于物体上的多个力。静力学主要研究以下问题：　? 物体的受力分析；　? 力系的简化；　? 建立各种力系的平衡条件及应用。 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第4页/共111页BF?A└─┘第2章　力学基本知识 2.1　力与力系力　的　概　念 力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化（运动效应）或使物体产生变形（变形效应）。力的三要素　　 力对物体作用的效应，决定于力的大小、方向和作用点，这称为力的三要素。力的大小：机械作用强弱（N ）。力的方向：指向和方位。 力的作用点：力的作用位置。 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第5页/共111页BF?A　通常用细体 F 表示力的大小，在印刷体中用粗体 F 表示力矢量；手写时则用 或 表示力矢量。└─┘第2章　力学基本知识 2.1　力与力系力　的　概　念力的表示法　　用按比例有方向的有向线段表示。? 有向线段的长度表示力的大小；? 线段的方位和指向表示力的方向；? 线段的起点或终点表示力的作用点。　力的名字用大写英文字母 F 表示，并可加上相应的角标表示力的属性，如 FW，FN，F1 等。 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第6页/共111页qq第2章　力学基本知识 2.1　力与力系力　的　概　念力的分类　 按力的作用位置可将力作如下分类：┄┄┄┄┄┄┄┄点┄┄线┄┄面┄┄体积 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第7页/共111页第2章　力学基本知识 2.1　力与力系力　系　的　概　念作用在物体上的若干个力总称为力系。 等效力系：作用于物体上的一个力系可用另一个力系代替，而不改变原力系对物体作用的外效应，则两个力系互为等效力系。　用一个力等效地代替一个力系，称为力系的合成，该力称为合力，原力系中各力称为分力；用一个力系等效地代替一个力，称为力的分解。 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第8页/共111页第2章　力学基本知识 2.1　力与力系力　系　的　概　念平衡条件与平衡力系 物体平衡 是指物体相对于地面保持静止或作匀速直线运动的状态。 要使物体处于平衡状态，作用于物体上的力系必须满足一定的条件，这些条件称为力系的平衡条件 ； 作用于物体上正好使之保持平衡的力系则称为平衡力系 。 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第9页/共111页第2章　力学基本知识 2.1　力与力系力　系　的　概　念力系的分类　根据各力的作用线是否在同一平面内力系可分为平面力系和空间力系。　根据各力的作用线情况，又可将力系分类如下： 　以下各章中我们将按照从简单到复杂、从特殊到一般的原则逐步学习各种力系的简化与平衡。 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第10页/共111页第2章力学基本知识2.1　力与力系2.2　静力学基本公理2.3　力的投影与力沿坐标轴的分力2.4　力矩2.5　力偶2.6　约束和约束反力2.7　物体的受力分析和受力图2.8　结构的计算简图 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第11页/共111页二力构件(b)(a)第2章　力学基本知识2.2　静力学基本公理公理1 二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是：这两个力等值、反向、共线。二力构件：只有两个力作用下处于平衡的物体。不是二力构件 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第12页/共111页FnFnF2F2F1F1FAFCFFB(a)(b)第2章　力学基本知识2.2　静力学基本公理试判断下列构件是否是二力构件。由此会得出什么结论? 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组第13页/共111页等　效第2章　力学基本知识2.2　静力学基本公理公理2 加减平衡力系公理 在作用于刚体上的已知力系中，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的效应。 水